第四讲特别材料internet接入ppt课件

因特网接入技术 1 因特网接入技术 第第1010章章 因特网接入技术因特网接入技术 10.1 10.1 接入网概述接入网概述 10.2 PSTN10.2 PSTN接入接入 10.3 ISDN10.3 ISDN接入接入 10.4 ADSL10.4 ADSL接入接入 10.5 DDN10.5 DDN专线接入专线接入 10.6 10.6 光纤同轴混合网光纤同轴混合网HFCHFC 10.7 10.7 光纤接入网光纤接入网(OAN)(OAN) 10.8 10.8 以太网接入以太网接入 2 因特网接入技术 10.1 10.1 接入网概述接入网概述 所谓所谓接入网接入网(Access Network)(Access Network)是指交换局到用户终端之间是指交换局到用户终端之间 的所有机线设备的所有机线设备( (接入网的物理位置接入网的物理位置) ) ，又称为，又称为用户环路用户环路 。 其中主干系统为传统的电缆和光缆，一般长数公里；配其中主干系统为传统的电缆和光缆，一般长数公里；配 线系统可以是电缆和光缆，其长度一般为几百米；而引线系统可以是电缆和光缆，其长度一般为几百米；而引 入线通常长几米到几十米。入线通常长几米到几十米。 接入网主要完成使用户主机或局域网接入到核心广域网接入网主要完成使用户主机或局域网接入到核心广域网 的任务。的任务。 3 因特网接入技术 接入网的组成接入网的组成 ITU-TITU-T规定，接入网是指由业务接点接口规定，接入网是指由业务接点接口(SNI)(SNI)和相关用户网和相关用户网 络接口络接口(UNI)(UNI)之间的一系列传送实体之间的一系列传送实体( (诸如线路设施和传输设诸如线路设施和传输设 施施) )所组成，为传送数据业务提供所需传送承受能力的实施系所组成，为传送数据业务提供所需传送承受能力的实施系 统。统。 传送实体提供必要的传送承载能力，对用户信令是透明的传送实体提供必要的传送承载能力，对用户信令是透明的, ,不不 作处理。作处理。 接入网接入网 核心网核心网 接入网接入网 UNIUNIUNIUNISNISNISNISNI 业务节点业务节点 接口接口SNISNI 用户网络用户网络 接口接口UNIUNI 4 因特网接入技术 广域网的接入方式广域网的接入方式 点到点专线点到点专线方式：方式： 拨号电话线路拨号电话线路(PSTN(PSTN、ADSLADSL和和ISDN)ISDN)、DDNDDN专专 线、线、E1E1线路等。线路等。 主要协议有主要协议有HDLCHDLC、PPP PPP 等。等。 分组交换分组交换方式方式 多个网络设备通过公用的分组交换网络，共享一多个网络设备通过公用的分组交换网络，共享一 个点到点的连接。个点到点的连接。 主要的交换网络有主要的交换网络有X.25X.25、帧中继、帧中继(Frame Relay)(Frame Relay)、 ATMATM等。等。 5 因特网接入技术 如何接入因特网如何接入因特网 有线接入有线接入 城市地面固定电话铜线网城市地面固定电话铜线网 公共交换电话网公共交换电话网PSTNPSTN接入接入 综合业务数字化网络综合业务数字化网络ISDNISDN接入接入 不对称的数字用户环路不对称的数字用户环路ADSLADSL 数字数据网接入数字数据网接入 混合光纤混合光纤/ /同轴电缆同轴电缆HFCHFC宽带接入宽带接入 光纤宽带接入光纤宽带接入 以太网接入以太网接入 无线接入无线接入 移动通信移动通信和和微波通信微波通信 6 因特网接入技术 10.2 PSTN10.2 PSTN接入接入 公共交换电话网公共交换电话网PSTNPSTN（Public Switched Telephone Public Switched Telephone Network Network ）是以）是以电路交换技术电路交换技术为基础的用于传输模拟为基础的用于传输模拟 话音的网络。话音的网络。 PSTNPSTN采用分级交换方式。它主要由三个部分组成：采用分级交换方式。它主要由三个部分组成： 本地回路、干线和交换机。其中干线和交换机一般采本地回路、干线和交换机。其中干线和交换机一般采 用数字传输和交换技术，而本地回路（也称用户环路用数字传输和交换技术，而本地回路（也称用户环路 ）基本上采用模拟线路。）基本上采用模拟线路。 7 因特网接入技术 拨号上网的原理拨号上网的原理 由于由于PSTNPSTN的本地回路是模拟的，因此当两台计算机的本地回路是模拟的，因此当两台计算机 想通过想通过PSTNPSTN传输数据时，中间必须经双方传输数据时，中间必须经双方ModemModem实实 现计算机数字信号与模拟信号的相互转换。现计算机数字信号与模拟信号的相互转换。 PSTNPSTN ISPISP InternetInternet 接入服务器接入服务器 ModemModem ModemModem 用户环路用户环路 使用使用ModemModem拨号上网实际上是以拨号上网实际上是以PSTNPSTN作为用户环路，作为用户环路， 与与ISPISP的网络建立连接，进而实现对因特网的访问。的网络建立连接，进而实现对因特网的访问。 8 因特网接入技术 PSTNPSTN的特点的特点 PSTNPSTN是一种是一种电路交换电路交换的网络。它可看作是物理层的一的网络。它可看作是物理层的一 个延伸，其内部并没有上层协议进行差错控制。个延伸，其内部并没有上层协议进行差错控制。 PSTNPSTN的的信道利用率低信道利用率低。通信双方在建立连接后独占一。通信双方在建立连接后独占一 条信道，当通信双方无信息时，该信道也不能被其他用条信道，当通信双方无信息时，该信道也不能被其他用 户所利用。户所利用。 PSTNPSTN线路的线路的传输质量较差，带宽有限传输质量较差，带宽有限。目前通过。目前通过PSTNPSTN 进行数据通信的最高速率不超过进行数据通信的最高速率不超过56Kbps56Kbps。 9 因特网接入技术 10.3 ISDN10.3 ISDN接入接入 综合业务数字化网络综合业务数字化网络ISDNISDN (Integrated Services Digital (Integrated Services Digital Network)Network)是是基于单一通信网络提供包括语音、文字、基于单一通信网络提供包括语音、文字、 数据、图像等综合业务的数字网数据、图像等综合业务的数字网。 ISDNISDN的目的是的目的是应用单一网络向公众提供不同的业务应用单一网络向公众提供不同的业务。 ISDNISDN分为窄带的分为窄带的N-ISDNN-ISDN和宽带的和宽带的B-ISDNB-ISDN。前者采用。前者采用 同步传输模式同步传输模式STMSTM，后者采用异步传输模式，后者采用异步传输模式ATMATM，支，支 持更高的数据传输速率。持更高的数据传输速率。 10 因特网接入技术 N-ISDNN-ISDN的用户访问速率接口的用户访问速率接口 基本速率接口基本速率接口(BRI(BRI，Basic Rate Interface) Basic Rate Interface) 由由2 2个速率为个速率为64Kbps64Kbps的的B B信道和信道和1 1个速率为个速率为16Kbps16Kbps 的的D D信道组成（信道组成（2B2BD D）。）。 可利用现有用户电话线支持，提供电话、传真等可利用现有用户电话线支持，提供电话、传真等 常规业务。常规业务。 基群速率接口基群速率接口(Primary Rate Interface) (Primary Rate Interface) 北美和日本的标准：使用北美和日本的标准：使用23B23BD D的结构，和的结构，和T1T1 线路相对应，速率为线路相对应，速率为1.544Mbps1.544Mbps； 欧洲标准：使用欧洲标准：使用30B30BD D的结构，和的结构，和E1E1线路相对线路相对 应，速率为应，速率为2.048Mbps2.048Mbps。 其中其中B B、D D信道均为信道均为64Kbps64Kbps。 11 因特网接入技术 ISDNISDN的信道和速率的信道和速率 信道数信道数 接口类型接口类型 数据传输的信道数数据传输的信道数 (B (B 信道信道) ) 控制信令的信道数控制信令的信道数 (D (D 信道信道) ) 基本速率接口基本速率接口 BRIBRI 264kbps264kbps =128kbps=128kbps 1 (16kbps)1 (16kbps) 集群速率接口集群速率接口 PRI(T1PRI(T1，美国，美国) ) 2364kbps2364kbps =1.544Mbps=1.544Mbps 1 (64kbps)1 (64kbps) 集群速率接口集群速率接口 PRI(E1PRI(E1，欧洲，欧洲) ) 3064kbps3064kbps =2.048Mbps=2.048Mbps 1 (64kbps)1 (64kbps) ISDNISDN使用使用D D信道进行呼叫和控制，使用信道进行呼叫和控制，使用B B信道进行数据传输信道进行数据传输 。 12 因特网接入技术 N-ISDNN-ISDN的特点的特点 ISDNISDN业务实现方便，用户使用非常业务实现方便，用户使用非常灵活便捷灵活便捷。 实现了实现了端到端的数字传输端到端的数字传输： 呼叫速度快呼叫速度快 多种安全措施多种安全措施 综合的通信业务综合的通信业务：通过标准化的数字接口实现了综合的业：通过标准化的数字接口实现了综合的业 务服务。务服务。 标准的入网接口标准的入网接口：ISDNISDN向用户提供一组标准的多用途网向用户提供一组标准的多用途网 络接口。络接口。 13 因特网接入技术 N-ISDNN-ISDN的网络结构的网络结构 在用户和综合业务数字网之间的传输通路相当于一个在用户和综合业务数字网之间的传输通路相当于一个数数 字比特管道字比特管道，管道中的比特流可以来自数字电话机、数，管道中的比特流可以来自数字电话机、数 字传真机或其它终端，并且比特流可以双向流动。字传真机或其它终端，并且比特流可以双向流动。 目前已经定义了两个数字比特管道的标准，一个是家用目前已经定义了两个数字比特管道的标准，一个是家用 的低频带标准，另一个是用于大企事业单位的高频带标的低频带标准，另一个是用于大企事业单位的高频带标 准。还可以按需要配置多个数字比特管道。准。还可以按需要配置多个数字比特管道。 14 因特网接入技术 家用家用ISDNISDN网络结构网络结构 在用户家中或办公室中安装一个网络终端设备在用户家中或办公室中安装一个网络终端设备NT1NT1，用，用 户的电话、传真、计算机等等通过户的电话、传真、计算机等等通过NT1NT1与与ISDNISDN交换局相交换局相 连，用户设备可多达连，用户设备可多达8 8个。只需要一根总线接通（简称一个。只需要一根总线接通（简称一 线通）。线通）。 （T T） ISDN ISDN 信令信令 S-busS-bus ISDNISDN 交换机交换机 ISDNISDN网络网络 PSTNPSTN InternetInternet NT1NT1 （U U） 用户环路用户环路 15 因特网接入技术 InternetInternet 企业用的企业用的N-ISDNN-ISDN网络结构网络结构 企业单位的用户设施较多，需要第二类网络终端设备，企业单位的用户设施较多，需要第二类网络终端设备， 即专用的即专用的ISDNISDN小交换分机（小交换分机（PBXPBX），以提供较大的接入），以提供较大的接入 带宽。带宽。 TATA TE2TE2 TE1TE1 LANLAN ISDNISDN PBXPBX （T T） ISDNISDN 交换机交换机 ISDNISDN网络网络 NT1NT1 （U U） （S S） （R R） 用户环路用户环路 16 因特网接入技术 ISDNISDN硬件参考点硬件参考点 U U接口（接口（U InterfaceU Interface） 该接口定义了该接口定义了ISDNISDN交换机到客户端设备交换机到客户端设备NT-1NT-1之之 间的关系，以一对线传送。间的关系，以一对线传送。U U接口的标准接头是接口的标准接头是RJ-45RJ-45 接头。接头。 S/TS/T接口（接口（S/T InterfaceS/T Interface） 该接口定义了该接口定义了NT-1NT-1与其他客户终端设备之间的关与其他客户终端设备之间的关 系，以两对线传送。系，以两对线传送。S/TS/T接口的标准接头也是接口的标准接头也是RJ-45RJ-45接接 头，但实际使用四芯。头，但实际使用四芯。 R R接口（接口（R InterfaceR Interface） 是非是非ISDNISDN设备连接设备连接TATA或或RouterRouter的接口统称。所的接口统称。所 以以RJ-11RJ-11接头、接头、RS-232RS-232、EthernetEthernet、Token RingToken Ring等接口等接口 对于对于ISDNISDN而言均称为而言均称为R R接口。接口。 17 因特网接入技术 ISDNISDN功能组件功能组件 功能功能 组件组件 全称全称说明说明 TE1TE11 1类终端设备类终端设备 各种各种ISDN CPEISDN CPE的统称的统称, , 提供使用四线提供使用四线 电缆连接的电缆连接的S S 参考点。参考点。 TE2TE22 2类终端设备类终端设备 非非ISDN CPEISDN CPE的统称的统称 。提供使用。提供使用RS-RS- 232 or V.35 232 or V.35 电缆电缆 连接的连接的R R参考点。参考点。 TATA终端适配器终端适配器 提供提供 R R参考点和参考点和 S S参考点，用于将参考点，用于将 TE2 TE2 连接到连接到TE1 TE1 。 18 因特网接入技术 ISDNISDN网络设备网络设备 功能功能 组件组件 全称全称说明说明 NT1NT1 网络终端器一型网络终端器一型 NT-1 NT-1 是物理层设备，它的主要功能是是物理层设备，它的主要功能是 将网络所提供的适合长距离两线将网络所提供的适合长距离两线 传输的传输的U U接口转换为适合短距离接口转换为适合短距离 传输，但可连接多个传输，但可连接多个ISDN CPEISDN CPE 的四线的四线S S或或T T参考点。参考点。 NT2NT2 网络终端器二型网络终端器二型 NT-1NT-1 是智能网络终端，完成是智能网络终端，完成OSIOSI模型模型 的的2 2、3 3层的功能，提供层的功能，提供S S和和T T参参 考点。考点。 19 因特网接入技术 ISDNISDN的协议标准的协议标准 国际电信联盟国际电信联盟ITU-TITU-T定义了定义了ISDNISDN的工业标准，分为以下的工业标准，分为以下 三个系列：三个系列： E E系列系列模拟电话与模拟电话与ISDNISDN网络；网络； I I系列系列ISDNISDN主要概念及接口标准；主要概念及接口标准； QQ系列系列交换与信令。交换与信令。 OSIOSI层层B B信道信道 HDLCHDLC、PPPPPP、FRFR、LAPBLAPB 网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层BRI(I430) BRI(I430)、PRI(I431)PRI(I431) Q930Q930、Q931Q931 LAPD (Q920LAPD (Q920、Q921)Q921) D D信道信道 20 因特网接入技术 10.4 ADSL10.4 ADSL接入接入 xDSLxDSL技术：技术： 所谓所谓xDSLxDSL技术技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户就是用数字技术对现有的模拟电话用户 线进行改造，使它能够承载宽带业务。线进行改造，使它能够承载宽带业务。 DSLDSL是数字用户线是数字用户线(Digital Subscriber Line)(Digital Subscriber Line)的缩写。而的缩写。而 字母字母x x 表示表示DSLDSL的前缀可以是多种不同字母，用不同的的前缀可以是多种不同字母，用不同的 前缀表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。前缀表示在数字用户线上实现的不同宽带方案。 21 因特网接入技术 xDSLxDSL 的几种类型的几种类型 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)： 非对称的数字用户线非对称的数字用户线 HDSL (High speed DSL)HDSL (High speed DSL)：高速数字用户线高速数字用户线 SDSL (Single-line DSL)SDSL (Single-line DSL)：1 1 对线的数字用户线对线的数字用户线 VDSL (Very high speed DSL)VDSL (Very high speed DSL)：甚高速数字用户线甚高速数字用户线 DSL DSL ：ISDN ISDN 用户线。用户线。 RADSL (Rate-Adaptive DSL)RADSL (Rate-Adaptive DSL)：速率自适应的速率自适应的DSLDSL，是，是 ADSL ADSL 的一个子集，可自动调节线路速率）。的一个子集，可自动调节线路速率）。 22 因特网接入技术 非对称的数字用户环路非对称的数字用户环路 ADSLADSL是在普通电话线上传输高速数字信号的技术。是在普通电话线上传输高速数字信号的技术。 频谱频谱 频率频率(kHz)(kHz) 0 0 4 4 252520020011001100250250 语音业务语音业务 上行信道上行信道 下行信道下行信道 电话线理论上有接近电话线理论上有接近2MHz2MHz的带宽，的带宽， 传统的传统的ModemModem只使用只使用 了了0K-4KHz0K-4KHz的低频段，而的低频段，而ADSLADSL使用了使用了26KHz26KHz以后的高频以后的高频 带，因而能提供很高的速度。带，因而能提供很高的速度。 23 因特网接入技术 ADSLADSL的信道的信道 当电话线两端连接当电话线两端连接ADSLADSL接入端接单元接入端接单元 ATU ATU 时，在这段电时，在这段电 话线上便产生了三个信息通道：话线上便产生了三个信息通道： 一个速率为一个速率为 1.5Mbps-8Mbps1.5Mbps-8Mbps的高速下行通道，用于的高速下行通道，用于 用户下载信息；用户下载信息； 一个速率为一个速率为64Kbps-1Mbps64Kbps-1Mbps的中速双工通道，用于的中速双工通道，用于 ADSLADSL控制信号的传输和上行的信息；控制信号的传输和上行的信息； 一个普通的老式电话服务通道。一个普通的老式电话服务通道。 高速下行数据流 中速双工数据流 电话数据 24 因特网接入技术 ADSLADSL接入模型接入模型 ADSLADSL的功能从理论上应该属于的功能从理论上应该属于OSIOSI七层模型的物理层。它七层模型的物理层。它 主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气 特性。特性。 信号分离器信号分离器 PSPS 信号分离器信号分离器 PSPS ATU-CATU-C InternetInternet ATMATM主干主干 远端用户远端用户 PSTNPSTN 电话外线电话外线 程控程控 交换机交换机 ATU-RATU-R ADSLADSL ModemModem 中央交换局中央交换局 ADSL ModemADSL Modem DSLAMDSLAM 下行下行8Mbps8Mbps 上行上行640Kbps640Kbps 用户环路用户环路 25 因特网接入技术 ADSLADSL的组成的组成 信号分离器信号分离器 PSPS 信号分离器信号分离器 PSPS ATU-CATU-C InternetInternet ATMATM主干主干 远端用户远端用户 PSTNPSTN 电话外线电话外线 程控程控 交换机交换机 ATU-RATU-R ADSLADSL ModemModem 中央交换局中央交换局 ADSL ModemADSL Modem DSLAMDSLAM 下行下行8Mbps8Mbps 上行上行640Kbps640Kbps 数字用户线接入复用器数字用户线接入复用器 DSLAM (DSL Access DSLAM (DSL Access Multiplexer)Multiplexer) 接入端接单元接入端接单元 ATU (Access ATU (Access Termination Unit)Termination Unit)，即，即ADSL ADSL ModemModem R R 代表远端代表远端 RemoteRemote C C 代表中心局端代表中心局端 Central OfficeCentral Office 信号分离器信号分离器 PS PS (POTS Splitter)(POTS Splitter) 26 因特网接入技术 ADSL ModemADSL Modem的作用的作用 从实际的组网形式上看，从实际的组网形式上看，ADSL ModemADSL Modem所起的作所起的作 用类似于窄带的拨号用类似于窄带的拨号ModemModem，担负着数据的传送，担负着数据的传送 功能。功能。 经经ADSL MODEMADSL MODEM编码后的信号通过电话线传到电编码后的信号通过电话线传到电 话局后在通过一个信号识别话局后在通过一个信号识别/ /分离器，如果是语音分离器，如果是语音 信号就传到程控交换机上，如果是数字信号就接入信号就传到程控交换机上，如果是数字信号就接入 InternetInternet。 27 因特网接入技术 ADSLADSL的调制技术的调制技术 当前当前 的的ADSLADSL调制解调设备多采用以下调制解调设备多采用以下 3 3种调制技术之一：种调制技术之一： 抑制载波幅度和相位抑制载波幅度和相位 (carrier-less amplitude and (carrier-less amplitude and phase,CAPphase,CAP) ) CAPCAP的基础是正交幅度调制的基础是正交幅度调制 ( (QAMQAM) )，数据被调制，数据被调制 到单一载波之上；到单一载波之上； 离散多音复用离散多音复用(discrete (discrete multitone,DMT)(ANSImultitone,DMT)(ANSI标准标准) ) 在在DMTDMT中，数据被调制到多个载波之上，每个载中，数据被调制到多个载波之上，每个载 波上的数据使用波上的数据使用QAMQAM进行调制。进行调制。DMTDMT中使用快速傅里中使用快速傅里 叶变换算法进行数字信号处理。叶变换算法进行数字信号处理。 离散小波多音复用离散小波多音复用 (discrete wavelet (discrete wavelet multitone,DWMTmultitone,DWMT) )。 在在DWMTDWMT中，则用近年来新兴的小波变换算法代中，则用近年来新兴的小波变换算法代 替快速傅里叶变换。替快速傅里叶变换。 28 因特网接入技术 离散多音复用调制离散多音复用调制 DMTDMT ANSIANSI标准标准(T1.413)(T1.413)规定，规定，QAMQAM调制的速率是每波特调制的速率是每波特1515比比 特。特。 DMTDMT技术将可用带宽技术将可用带宽(01.104MHz)(01.104MHz)划分为划分为 256 256 个正交个正交 子信道（每个子信道带宽为子信道（每个子信道带宽为 4kHz4kHz，即，即60kbps60kbps）。）。 通常上行信道占通常上行信道占2525个子信道，由于噪声影响，比特率在个子信道，由于噪声影响，比特率在 64kbps1Mbps64kbps1Mbps之间。之间。 通常下行信道占通常下行信道占200200个子信道，由于噪声影响，比特率在个子信道，由于噪声影响，比特率在 500kbps8Mbps500kbps8Mbps之间。之间。 ADSL ADSL 技术还支持前向纠错技术还支持前向纠错 FEC (Forward Error FEC (Forward Error Correction)Correction)。 29 因特网接入技术 DMTDMT的信号处理机制的信号处理机制 DMTDMT的输入信号经过比特分配和缓存，将输入数的输入信号经过比特分配和缓存，将输入数 据划分为比特块，经据划分为比特块，经TCMTCM编码后再进行编码后再进行512512点离点离 散傅利叶反变换散傅利叶反变换(IDFT)(IDFT)将信号变换到时域，这时将信号变换到时域，这时 比特块将转换成比特块将转换成256256个个QAMQAM子字符；子字符； 随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间 干扰），经数干扰），经数/ /模变换模变换(DA)(DA)和发送滤波器将信号送和发送滤波器将信号送 上信道。在接收端则按相反的次序进行接收解码上信道。在接收端则按相反的次序进行接收解码 。 30 因特网接入技术 ADSLADSL的技术特点的技术特点 高速传输高速传输 提供上、下行不对称的传输带宽，下行速度最高达到提供上、下行不对称的传输带宽，下行速度最高达到8Mpds,8Mpds, 上行速度最高达到上行速度最高达到1Mpds1Mpds。 上网、打电话互不干扰上网、打电话互不干扰 ADSLADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自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。网时不能使用电话的烦恼。 独享带宽、安全可靠独享带宽、安全可靠 ADSLADSL利用中国电信深入千家万户的电话网络，先天形成星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，各结点采用纤传输，各结点采用ATMATM宽带交换机处理交换信息，信息传递快宽带交换机处理交换信息，信息传递快 速可靠安全。速可靠安全。 安装快捷方便安装快捷方便 在现有电话线上安装在现有电话线上安装ADSLADSL，只需在用户侧安装一台，只需在用户侧安装一台ADSL ADSL modemmodem。无须为宽带上网而重新布设或变动线路。无须为宽带上网而重新布设或变动线路。 31 因特网接入技术 正交幅度调制技术正交幅度调制技术QAMQAM QAMQAM用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进 行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一 带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。 该调制方式通常有该调制方式通常有4 4进制进制QAMQAM（4QAM4QAM）、）、1616进制进制QAMQAM（ l6QAMl6QAM）、）、6464进制进制QAMQAM（64QAM64QAM）、）、 ，对应的空间信，对应的空间信 号矢量端点分布图（星座图）分别有号矢量端点分布图（星座图）分别有4 4、1616、6464、个矢量个矢量 端点。端点。 32 因特网接入技术 10.5 DDN10.5 DDN专线接入专线接入 数字数据网数字数据网DDNDDN（Digital Data NetworkDigital Data Network）是以数字交）是以数字交 叉连接为核心技术，集合多种通信技术，利用数字信叉连接为核心技术，集合多种通信技术，利用数字信 道传输数据的一种数据接入业务网络。道传输数据的一种数据接入业务网络。 DDNDDN网是由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备网是由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备 组成。其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数组成。其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数 字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接 和子速率的复用。和子速率的复用。 DDNDDN主要提供主要提供点到点及点到多点的数字专线或专网点到点及点到多点的数字专线或专网。 33 因特网接入技术 用户环路 用户环路 DDNDDN网络的结构网络的结构 DDNDDN网络主要完成网络主要完成OSIOSI模型中模型中物理层物理层和和部分数据链路层部分数据链路层协议协议 的功能，它由数字通道、的功能，它由数字通道、DDNDDN节点、网管中心和用户环路组节点、网管中心和用户环路组 成。成。 DTUDTU DTEDTE DSUDSU DDNDDN网络网络 NMCNMC DDNDDN 节点节点 DDNDDN 节点节点 DDNDDN 节点节点 DDNDDN 节点节点 DSUDSU V.35/V.24 V.35/V.24 34 因特网接入技术 注意注意 DDNDDN的网管中心的网管中心NMCNMC可以方便地进行网络结构和业务的可以方便地进行网络结构和业务的 配置，实时地监视网络运行情况，进行网络节点告警、配置，实时地监视网络运行情况，进行网络节点告警、 网络信息和线路利用情况的收集，作出统计报告等。网络信息和线路利用情况的收集，作出统计报告等。 数据终端设备数据终端设备DTEDTE是接入是接入DDNDDN网的用户端设备，它可以网的用户端设备，它可以 是是DDNDDN网关路由器，也可以是一般的异步终端或图像设网关路由器，也可以是一般的异步终端或图像设 备，以及传真机、电传机、电话机等。备，以及传真机、电传机、电话机等。DTEDTE和和DTEDTE之间之间 是全透明传输。是全透明传输。 数据业务单元数据业务单元DSU DSU 可以是基带可以是基带调制解调器调制解调器等基带传输设等基带传输设 备，以及时分复用、语音备，以及时分复用、语音/ /数字复用等设备。数字复用等设备。 35 因特网接入技术 DDNDDN的信道和带宽的信道和带宽 DDNDDN的传输介质主要有的传输介质主要有光纤、数字微波、卫星信道光纤、数字微波、卫星信道等等 。用户端设备（主要为网关路由器）一般通过基带。用户端设备（主要为网关路由器）一般通过基带 ModemModem等等DSUDSU利用市话双绞线实现网络接入。利用市话双绞线实现网络接入。 DDNDDN采用采用时分多路复用技术时分多路复用技术将支持数字信息高速传输将支持数字信息高速传输 的光纤通道划分为一系列的子信道（例如：的光纤通道划分为一系列的子信道（例如：2.048Mbps2.048Mbps 的光纤信道划分为的光纤信道划分为3232路路64Kbps64Kbps的子信道，可以分配给的子信道，可以分配给 3232个用户使用）。个用户使用）。 用户可以向电信部门定时租用子信道（独占）。用户可以向电信部门定时租用子信道（独占）。 DDNDDN的基本速率为的基本速率为64Kbps64Kbps，用户租用的信道速率应为，用户租用的信道速率应为 64Kbps64Kbps的整数倍。的整数倍。 36 因特网接入技术 DDNDDN专线与电话专线的区别专线与电话专线的区别 电话专线是电话专线是固定的物理连接固定的物理连接，并且是，并且是模拟信道模拟信道 ，质量差、带宽窄、数据传输率低，可靠性差，质量差、带宽窄、数据传输率低，可靠性差 ； 而而DDNDDN专线是专线是半固定连接半固定连接，其数据传输率和路，其数据传输率和路 由可随时根据需要申请改变。由可随时根据需要申请改变。 另外，另外，DDNDDN专线是专线是数字信道数字信道，其质量高、带宽，其质量高、带宽 高，数据传输率高并且采用热冗余技术，具有高，数据传输率高并且采用热冗余技术，具有 路由故障自动迂回功能。路由故障自动迂回功能。 37 因特网接入技术 DDNDDN的主要特点的主要特点 传输速率高：传输速率高：DDNDDN网络的数字交叉连接复用设备能提供网络的数字交叉连接复用设备能提供N64KbpsN64Kbps（ 2M2M）速率的数字传输信道。）速率的数字传输信道。 传输质量好、时延短：传输质量好、时延短：DDNDDN大量采用光纤传输，提供的数字电路为全透大量采用光纤传输，提供的数字电路为全透 明的半永久性连接。明的半永久性连接。 全透明网：采用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用全透明网：采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。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：可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅灵活的连接方式：可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅 可以和多种不同的用户终端设备进行连接，为用户提供灵活的组网环境可以和多种不同的用户终端设备进行连接，为用户提供灵活的组网环境 。 具有很好的安全性和可靠性：采用热冗余技术，具有路由故障自动迂回具有很好的安全性和可靠性：采用热冗余技术，具有路由故障自动迂回 功能功能 网络运行管理简便：采用网管对网络业务进行调度监控，迅速生成业务网络运行管理简便：采用网管对网络业务进行调度监控，迅速生成业务 。 网络覆盖范围很大，可以很方便地为用户组建虚拟专用网网络覆盖范围很大，可以很方便地为用户组建虚拟专用网VPNVPN（Virtual Virtual Private NetworkPrivate Network）。）。 38 因特网接入技术 10.6 HFC10.6 HFC接入接入 光纤同轴混合网光纤同轴混合网HFCHFC（Hybrid Fiber CoaxHybrid Fiber Coax）是在传是在传 统有线电视网统有线电视网CATVCATV（Cable TelevisionCable Television）的基础上）的基础上 发展起来的一种居民宽带接入网。其网络传输主干发展起来的一种居民宽带接入网。其网络传输主干 为光纤，到用户端为同轴电缆接入。为光纤，到用户端为同轴电缆接入。 HFCHFC不仅可以实现原不仅可以实现原CATVCATV的业务，还能实现普通的业务，还能实现普通 电话、电话、VODVOD、远程医疗和数字交互业务等窄带和宽、远程医疗和数字交互业务等窄带和宽 带业务，将电话网、计算机网和有线电视网的各种带业务，将电话网、计算机网和有线电视网的各种 业务合并在一起，实现业务合并在一起，实现“ “三网合一三网合一” ”。 39 因特网接入技术 HFCHFC网的结构网的结构 引入线引入线 服务区服务区 服务区服务区服务区服务区 CTMSCTMS 头端头端 放大器放大器 光纤节点光纤节点模拟光纤模拟光纤 同轴电缆同轴电缆 分路器分路器 40 因特网接入技术 三网合一的三网合一的HFCHFC网络系统的结构网络系统的结构 在在HFCHFC网络中有线电视台的头端设备网络中有线电视台的头端设备CMTSCMTS通过路通过路 由器与数据网相连，并通过局用数据端机与公用电由器与数据网相连，并通过局用数据端机与公用电 话网话网PSTNPSTN相连。相连。 用户环路用户环路 CMCM CMTSCMTS 光光 纤纤 节节 点点 501000MHz501000MHz 542MHz542MHz NIUNIU NIUNIU NIUNIU 模拟光纤模拟光纤 PSTNPSTN TVTV网网 InternetInternet STBSTB 41 因特网接入技术 HFCHFC的主干线路的主干线路 HFC HFC 网将原网将原 CATV CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为网中的同轴电缆主干部分改换为 光纤，并使用光纤，并使用模拟光纤模拟光纤技术。技术。 在模拟光纤中采用光的振幅调制在模拟光纤中采用光的振幅调制 AMAM，这比使用数字，这比使用数字 光纤更为经济。光纤更为经济。 模拟光纤从模拟光纤从CMTSCMTS头端连接到光纤节点头端连接到光纤节点(fiber node)(fiber node)， 即光分配节点即光分配节点 ODN (Optical Distribution Node)ODN (Optical Distribution Node)。 在光纤结点，光信号被转换为电信号。光纤节点以下在光纤结点，光信号被转换为电信号。光纤节点以下 就是树形拓扑结构的同轴电缆。就是树形拓扑结构的同轴电缆。 42 因特网接入技术 HFCHFC的频谱的频谱 下行信道下行信道 上行上行 信道信道 5 40 50 550 750 10005 40 50 550 750 1000 原有模拟电视原有模拟电视数字信号数字信号 频率频率(MHz)(MHz) 保留保留 43 因特网接入技术 用户接口盒用户接口盒 用户接口盒用户接口盒 UIBUIB (User Interface Box) (User Interface Box)即网络接口单即网络接口单 元元NIUNIU，它要提供三种连接，即：，它要提供三种连接，即： 使用同轴电缆连接到使用同轴电缆连接到机顶盒机顶盒(set-top box)(set-top box)，然，然 后再连接到用户的电视机。后再连接到用户的电视机。 使用双绞线连接到用户的电话机。使用双绞线连接到用户的电话机。 使用使用缆线调制解调器缆线调制解调器连接到用户的计算机。连接到用户的计算机。 44 因特网接入技术 缆线调制解调器缆线调制解调器(cable modem)(cable modem) 缆线调制解调器缆线调制解调器CMCM（Cable ModemCable Modem）是连接用户的是连接用户的 电脑至电脑至Cable NetworkCable Network的必需设备。的必需设备。 缆线调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下缆线调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下 行速率一般在行速率一般在 3 3 10 Mb/s10 Mb/s之间，最高可达之间，最高可达 30 Mb/s30 Mb/s， 而上行速率一般为而上行速率一般为 0.20.2 2 Mb/s2 Mb/s，最高可达，最高可达 10 Mb/s10 Mb/s。 缆线调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调缆线调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调 器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在 用户端。用户端。 45 因特网接入技术 Cable Modem 46 因特网接入技术 CMCM与普通调制解调器的区别与普通调制解调器的区别 CMCM的通信过程类似于普通的通信过程类似于普通ModemModem，是数字信号在模拟信，是数字信号在模拟信 道上交互传输的过程。道上交互传输的过程。 但但CMCM与普通与普通ModemModem之间有差异：之间有差异： 普通普通ModemModem的传输介质由用户独享，而的传输介质由用户独享，而CMCM的传输介质是的传输介质是 HFCHFC网，将数据信号调制到某个传输频带与有线电视信网，将数据信号调制到某个传输频带与有线电视信 号共享介质；号共享介质； CMCM的结构比普通的结构比普通ModemModem复杂，它由调制解调器、调谐器复杂，它由调制解调器、调谐器 、加、加/ /解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等 组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在 线连接的全天候服务。线连接的全天候服务。 47 因特网接入技术 缆线调制解调器的工作原理缆线调制解调器的工作原理 CMCM从下行的模拟信号中分离出一条从下行的模拟信号中分离出一条6MHZ6MHZ的频带，的频带， 将信号转化为符合以太网协议的格式，从而与电脑实将信号转化为符合以太网协议的格式，从而与电脑实 现通信。现通信。 射频信号在用户设备和前端设备射频信号在用户设备和前端设备CMTSCMTS之间上行或下之间上行或下 行，上行信号和下行信号共享行，上行信号和下行信号共享6MHZ6MHZ的频带，但是调的频带，但是调 制在不同的载波频率上，以免互相干扰。制在不同的载波频率上，以免互相干扰。 一般下行速率为一般下行速率为10Mbps10Mbps，上行速率为，上行速率为786kbps786kbps。 CMCM工作在工作在OSIOSI模型的物理层和数据链路层。模型的物理层和数据链路层。 48 因特网接入技术 CMTSCMTS与与CMCM的通信过程的通信过程 CMTSCMTS把从外界网络接收的数据帧封装在把从外界网络接收的数据帧封装在MPEGTSMPEGTS帧帧 中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟 信号混合输出信号混合输出RFRF信号到信号到HFCHFC网络；网络； CMTSCMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转 换成以太网帧给数据转换模块。换成以太网帧给数据转换模块。 用户端的用户端的