第五章-网络接入设备

1、第五章 网络接入设备本章基本要求：了解Modem、PSTN和ISDN的基本特点；了解X.25的特点与传输模式；了解DDN的特点、主要工作方式和主要应用； 了解帧中继、ATM的组成和主要作用；了解ADSL的特点和工作过程5.1 早期接入设备5.1.1 Modem通常都把调制器和解调器做在一起而称之为“调制解调器”按操作状态可分为同步Modem和异步Modem。家庭通过电话线上网使用的是异步Modem 组成发送、接收、控制、接口、操纵面板分类外猫与内猫软猫与硬猫Modem产品有外接式、内插式、PC卡式和机架式等外置modem 内置modem 机架式modem 5.1.2 公共电话交换网（PSTN）

2、1. PSTN （Public Switch Telephone Network） 公用电话交换网（PSTN）是向公众提供电话通信服务的一种通信网。也可称为普通老式电话服务Pots（Plain old Telephone service）。它是国家公用通信基础设施之一，由国家电信部门统一建设、管理和运营。 根据地理范围，电话通信网可分为：国际长途电话网、国内长途电话网、本地电话网以及用户延伸或补充设备。 电话通信网主要提供电话通信服务，同时还可提供非话音的数据通信服务，例如电报、传真、数据交换、可视图文等。 PSTN是以电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的网络。 5.1.2 公共电话交换网（

3、PSTN） 2.计算机交换分机 计算机交换分机（CBX，Computer Branch Exchange）是数字交换和电话交换系统两种技术的结合，早先的CBX是一种专用交换机（PBX，Private Branch Exchange）。PBX是一种由某个组织所有或租用的办公室设备，它把设施内的电话线互连，并可访问公用电话系统，通常是市内的电话用户拨三四个数码就能呼叫设施内的另一个电话。若拨一个号码（通常是0或9）就听到接外线的拨号音，意味着允许呼叫者拨外线号码。 CBX中采用了几种新的方法：CBX能支持声音数据工作站；电话用一对双绞线，终端用两对双绞线，通常用电话而不是用终端或键盘来选择目的端口

4、。5.1.2 公共电话交换网（PSTN） 3.点到点通信 通常点到点的通信主要适用于两种情况：第一种情况是成千上万个组织有各种局域网，每个局域网含有众多主机和一些连网设备以及连接至外部的路由器，通过点到点的租用线路和远地路由器相连；第二种情况是成千上万个用户在家里使用调制解调器和拨号电话线连到Internet，这是点到点连接的最主要应用。 不论是路由器对路由器的租线连接，还是拨号的主机到路由器的连接，都需要制订点到点的数据链路协议，用以组成帧、进行差错控制以及其他数据链路层功能。有两种协议广泛用于Internet，即串行IP协议（SLIP，Serial Line IP）和点对点协议（PPP，P

5、oint to Point Protocol）。5.1.2 公共电话交换网PSTN4.特征:电路交换有拨号连接过程即可传输模拟信息，也可传输数字信息用户环路为模拟传输数据通信时需要使用MODEM数据传输质量及传输速度较差，不能满足许多广域网应用所要求的质量和吞吐量PSTN的组成中继网电话交换机计算机本地环路电话公司的设备用户的设备用户家庭电信公司MODEMMODEM数字线路模拟线路RS-232PSTN应用LANPSTNModem拨号访问服务器PCPC通过普通拨号电话线；通过租用电话专线。5.1.3 窄带数字接入设备ISDN ISDN （Integrated Service Digital Ne

6、twork）是在现有电话网的基础上经过数字化发展而来的通信网络，它提供了端到端的纯数字连接。与后来提出的宽带ISDN相对应。传统的ISDN又被称为窄带（Narrowed）ISDN即N-ISDN，简称ISDN。 ISDN具有广泛的应用，其中有： LAN-to-LAN连接。 家庭办公室和远程计算。 商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。 传输大的图像和数据文件。 LAN-to-LAN视频和多媒体应用。1.概念及应用：CCITT（现更名为国际电信联合会ITU）将ISDN定义为：ISDN是由电话综合数字网（IDN）演变而来的，它向用户提供端到端的连接，并支持一切话音、数字、图像、图形、传真等广泛业务。用

7、户可以通过一组有限的、标准的、多用途用户网络接口来访问这个网络获得相应的业务。ISDN又称“一线通”，即可以在一条线路上同时传输语音和数据，用户打电话和上网可同时进行。ISDN的出现，使Internet的接入方面产生了很大的效果，极大地加快了Internet在我国的普及和推广速度。5.1.3 窄带数字接入设备ISDN5.1.3 ISDN 2.ISDN的组成 ISDN的组成包括了许多终端、终端适配器（TA）、网络终端设备（NT）、线路终端设备和交换终端设备。如图5.4所示，ISDN终端分为标准ISDN终端（TE1）和非标准ISDN终端（TE2）。TE1通过4根、2对数字线路连接到ISDN网络。T

8、E2连接ISDN网络要通过TA。网络终端也被分为网络终端1（NT1）和网络终端2（NT2）两种类型。图5.4中，R、S、T、U等是ISDN组件之间的连接点，称为ISDN参考点。 5.1.3 ISDNTE1NT2（PBX）NT1ISDN交换机ISDN交换机公用网络或专用网络TATE2UTSR图5.4 ISDN的基本组成S1类用户终端设备（TE1） 与ISDN网络兼容的设备，如数字话机、视频电话、G4传真机，连接在数字网络上。可直接连接1类网络终结设备NT1或2类网络终结设备NT2。通过4根（2对）数字线路连接到ISDN网络。2类用户终端设备（TE2） 与ISDN网络不兼容的设备，如传统电话机、G

9、3传真机，连接在模拟网络上。连接ISDN网时需要使用终端适配器TA。终端适配器（TA） 把非ISDN设备的信号转换成符合ISDN标准的信号。可以是一个单独的设备，也可以安装在TE2内。3.ISDN的设备1类网络终结设备（NT1） 用户端网络设备，用来处理数字信号的传送与接收，与4线的ISDN用户线或传统的2线用户环路连接。一般由电信公司提供，是ISDN网络的一部分，物理层设备。 NT1的用户端接口可支持连接8台ISDN终端设备。2类网络终结设备（NT2） 位于用户端的执行交换和集中功能的一种智能化设备（可提供OSI/RM的第2、3层服务）。如小型的数字程控交换机PBX。 大型用户终端数量多，需

10、要使用NT2做交换连接。ISDN参考点ISDN网络中不同设备之间连接的规范。U参考点：NT1与电信公司ISDN交换机间的连接点T参考点：NT1到用户设备之间的连接点。S参考点：NT2与TE1/TA之间的连接点。R参考点：TE2与TA之间的连接点。ISDN的组成广域网ISDN交换机ISDN终端ISDN数字电话本地回路电信公司的设备NT1用户的设备用户家庭电信公司家庭用的ISDNTE1TE1TE1TUTE2TA广域网ISDN交换机TE1本地回路电信公司的设备NT1用户的设备用户办公室电信公司大型商用的ISDNTE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBX5.1.3 ISDN4.ISDN和OSI模型

11、 ISDN是由ITUT制定的一组跨越OSI模型的物理层、数据链路层、网络层的标准。 物理层：在ITUT的I.430中定义了对ISDN基本速率接口（BRI）的物理层规范。在ITUT的I.431中定义了对ISDN基群速率接口（PRI）的物理层规范。 数据链路层：ISDN的数据链路层规范是以LAPD为基础的，在ITUT的Q.920和ITUT Q.921中作了正式的描述。 网络层：ISDN网络层是在ITUT Q.930和Q.931中定义的。这两个标准结合在一起，描述了用户到用户、电路交换和数据报交换连接的规范。5.1.3 ISDN5.通路类型和接口结构 ISDN用户-网络接口中有两个重要因素，即通路类

12、型和接口结构。通路是表示接口信息传输的能力。通路根据速率、信息性质以及容量又可以分成几种类型，称为通路类型。通路类型的组合称为接口结构，它规定了在这个结构上最大的数字信息传输能力。(1)通路类型 通路有两种主要类型，一种类型是信息通路，为用户传输各种信息流；另一种是信令通路，它为了进行呼叫控制而传输信令信息。 ISDN提供了一种数字化的比特管道，使信息在用户与电信公司之间流动。ISDN比特管道支持由TDM分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：D信道16kb/s数字信道，用于控制信息。B信道64kb/s数字PCM信道，用于语音或数字。(2)接口结构ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：BRI

13、：基本速率接口。两个B通道（64Kbps）和一个D通道（16Kbps），即2BD。B通道用于传输用户数据。D通道用于传输控制和信令信息。BRI的传输速率通常为128Kbps，当D通道也用于传输数据时，BRI的传输速率可达144Kbps。PRI：主速率接口。在北美洲和日本，PRI提供23B+D，总传输速率为1.544Mbps。在欧洲、澳大利亚、中国和其它国家，PRI提供30B+D，总传输速率为2.048Mbps。 PRI用来提供LAN到LAN的连接的时候，通常会使用多路复用器。5.1.3 ISDNBRIDB1B2PRIDB1B30基本速率数字管道，144kbps主速率数字管道，2Mbps数字管道

14、示意图5.1.3 ISDN6.ISDN的应用ISDN具有广泛的应用，其中有： LAN-to-LAN连接。 家庭办公室和远程计算。 商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。 传输大的图像和数据文件。 LAN-to-LAN视频和多媒体应用。ISDN的应用7. ISDN的特征有拨号连接过程ISDN技术允许一条普通电话线路连接8个终端，同一时间可以有3个终端同时通信。多服务：语音、数据、文本、图形、视频（一线通概念）各电话中心局间的线路采用数字形式传输语音，而用户环路仍为模拟传输ISDN的核心技术是将带宽分为几个信道，其中包括B、D两个基本信道。ISDN有窄带（N-ISDN）与宽带（B-ISDN）之分（2

15、M/S）5.2 X.25分组交换网 X .25协议是WAN协议之一，它采用的是60年代和70年代开发的包交换技术。1976年，由国际电话与电报顾问委员会（CCITT，现在是ITU-T）建议，用于国际公用电话数据网(PDN)中。主要定义了终端和计算机到分组交换网络的连接，它描述数据是如何从计算机等数据终端设备(DTE)发送到包交换机或访问设备等数据电路端接设备(DCE)的。 X .25协议提供了点对点的面向连接的通信，而不是点到多点的无连接通信，后者也应用在许多其他WAN协议中。因为是面向连接的，所以X .25协议包含了证实WAN连接连续的技术。并要确保每个包都可以到达其预期的目标地址。 5.2

16、.1 X.25协议 X .25协议不是高速的WAN协议，但它可以提供： 全球性的认可。 可靠性。 连接老式的LAN和WAN的能力。 将老式主机和微型机连接到WAN的能力。 当X .25载波服务刚刚引入时，其传输速度被限制在6 4 Kbps内。1992年，ITU - T更新了X .25标准，传输速度可高达2.048 Mbps。特征:工作在OSI/RM的低3层采用分组交换，面向连接(虚电路)，可靠性高多路复用。一条物理链路支持多条虚电路 点对点传输，不支持广播支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在X.25的分组中在网络中传送工作速率64Kbps5.2.2 X.25和OSI模型 虽然X .25

17、协议出现在OSI模型之前，但是ITU - T规范定义了在DTE和DCE之间的分层的通信，与OSI模型的前三层呼应(见图)： X.25物理协议层(第1层)。它称为X.21接口，定义从计算机终端（数据终端设备，DTE）到分组交换网络中的附件结点的物理电气接口。RS-232-C通常用于X.21接口。 X.25链接访问层(第2层)。使用的协议是平衡式链路访问规程（LAP-B），它是高级数据链路控制（HDLC）协议的一部分 X.25包协议层(第3层)定义通过分组交换网络的可靠虚电路。这样，X.25就提供了点对点数据发送，而不是一点对多点发送。 X.25和O S I模型5.2.3 X.25网络结构5.2.

18、4 X.25网络的设备数据终端设备(DTE)：X.25网络的末端设备(如路由器、主机、终端、PC机等)，一般位于用户端（故称为用户设备）数据电路端接设备 (DCE)：专用的通信设备， 例如X. 25适配器、访问服务器或包交换机等的网络设备，DTE通过DCE接入X.25网络PSE：X.25网络分组交换机，用于数据的存储转发PAD设备：用于将非分组设备接入X.25网。位于DTE与DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。（见下下页图） X.25网络由许多称之为分组交换机(PSE)的节点组成。为了保证通信可靠性，每个PSE至少与另两个PSE相连接，使得一个PSE故障时，能通过其他路由继续传输信息。

19、PSE之间交换的是分组(包)，所以又称X.25网为分组交换网或包交换网。PSE采用存储转发的方法交换分组。 缓冲区打包拆包PAD非分组终端DCEX.25网络PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEX.25X.25PSE：分组交换设备广域网5.2.5 X.25网络的接入分组终端：直接接入非分组终端：通过PAD接入字符终端：用拨号(PSTN)方式间接接入(X.28/X.32）利用X.25组网： 1.通过X.25将PC接入局域网 PC端X.25网卡，同步MODEM LAN端路由器，同步MODEM 2.通过X.25实现LAN的远程互连 双方均需路由器，同步MODEMX.25网络为用户提供

20、的是虚电路服务。多个虚电路可复用到单条物理电路上。DTE之间端到端的通信是通过双向虚电路来完成的。X.25即支持永久虚电路PVC，也支持交换虚电路SVC。 5.2.6 X.25提供的服务我国已建成的分组交换网CHINAPAC用X.25进行LAN互联64kX.2564kLAN1路由器LAN2路由器同步MODEM同步MODEM5.3 数字数据网DDN DDN（Digital Data Network) 是我国电信部门专为国内用户提供多种不同传输速率（64Kbps-2Mbps）的数字专线租用服务而建立的公共网络系统。它由DDN交换机和传输线路（如：光纤和双绞线）组成。DDN的传输媒介有光缆、数字微波

21、、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。DDN为用户提供专用电路、帧中继和压缩话音G3传真和虚拟专用网等业务。具有传输质量高、距离远、传输速率高、网络延迟小、无拥塞、透明性好、用户接入方便、传输安全可靠、网络管理方便、适合高流量用户接入等优点。5.3.1 DDN概述5.3 数字数据网DDN利用数字信道传输数据信号的数据传输网。为用户提供点到点的数字专用线路。 非交换的永久/半永久虚电路，与分组网相比传输延时小，适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号等。 网络对用户透明，支持任何协议。 实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道。5.3.

22、1 DDN概述 传输速率高：2Mbit/s 或 N64kbit/s（N30或31） 传输质量高：无连接延迟，网络时延小。 协议简单：不受任何协议的约束，是全透明网。 多种业务：可以支持数据、语音、图像的传输。 帧中继：提供帧中继服务。 灵活的连接方式：可支持PC-LAN、LAN-LAN连接，为 用户提供灵活的组网环境。 可靠性高：采用路由迂回和备用方式，安全可靠。DDN的特点DDN节点DDN节点DDN节点DDN节点数字专线数字专线DTEDTEDSU/CSU: 数据服务单元。可以是调制解调器或基带传输设备，以及时分复用、语 音/数字复用等设备。 NMC: 网管中心。可以方便地进行网络结构和业务的

23、配置，实时地监视网络运 行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等收集、统计 和报告。DDN节点: 数字交叉连接时分复用设备NMC5.3.2 DDN的组成 5.3.3 DDN的网络结构 DDN的网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域，可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。各级网络应根据其网络规模、网络和业务组织的需要，参照前面介绍的DDN结点类型，选用适当类型的结点，组建多功能层次的网络。可由2 Mbps结点组成核心层，主要完成转接功能；由接入结点组成接入层，主要完成各类业务接入；由用户结点组成用户层，完成用户入网接口。用DDN进行LAN互联64k-2MDDN64k-

24、2MLAN1路由器LAN2路由器图5-8 局域网通过DDN路由器的连接 DDN接入服务5.3.4 DDN业务分类专用线路 2.4K/4.8K/.N*64(N=131)以及2M速率的全透明的专用线路，适用于LAN/WAN互联，不同类型的网络互联等点到多点通信业务，适用于信息颁布等帧中继业务压缩话音/G3传真业务虚拟专用网VPN业务RS-232/V.35/网络层数据链路层物理层物理层使用RS-232、V.35等物理层协议； 数据链路层与ISDN类似，但没有控制呼叫协议链路层：PPP、FR、LAPB(X.25)、HDLC等网络层：IP、X.25等 PPPFRLAPBIP/IPXX.25HDLC点对点

25、专线和DDN的协议结构 帧中继（Frame Relay）是80年代出现、近几年才兴起的一种新的公用数据交换网，它是由X.25发展起来的快速分组交换技术。帧中继与X.25有基本相同之处是它们都用分组交换技术，都是对等式的点对点通信。但是简化了可靠传输和差错控制机制，将那些用于保证数据可靠性传输的任务（如流量控制和差错控制等）委托给用户终端或本地结点机来完成，从而在减少网络时延的同时降低了通信成本。因此，帧中继传输速度更快（64Kbps-2.048Mbps）。 帧中继是一种先进的包交换技术，它采用虚电路技术，对分组交换技术进行简化，具有吞吐量大、时延小、适合突发性业务等特点，能充分利用网络资源。帧

26、中继为多区域间，全国范围内以及国际间实现通信提供了一个灵活高效的广域网解决方案。 帧中继的性能高于X.25，是远距离多节点数据传输用户的最佳选择。5.4 帧中继（Frame Relay, FR）5.4.1 帧中继概述 帧中继技术比较容易实现，主要用软件实现，不需过多的硬件投资。可以在X.25网的基础上提供帧中继功能，也可以通过在DDN网上增加适当的模块提供帧中继的端口。 帧中继向高层提供虚电路服务方式，包括交换虚电路（SVC，Switched Virtual Circuits）与永久虚电路（PVC，Permanent Virtual Circuits），所谓交换式虚电路是一种“临时”的电路连接

27、，它只有在双方需要通信时才建立，而永久性虚电路中的连接与双方是否需要进行通信无关，或者说这种连接是“永久”存在的。在帧中继中，PVC是一种更为普遍使用的方式。5.4.2 FR的工作原理 本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理。 在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能。 帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控在端设备中由上层协议(如TCP)完成。（这是因为F.R是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低，无需点到点纠错） FR用数据链路连接标识符

28、DLCI来标识虚电路(最多1024个)，不同的DLCI在链路层上实现了复用。5.4.3 FR与X.25的区别1.X.25协议包括低三层协议，Frame Relay仅包含物理层和数据链路层协议。2.X.25强调网内数据传输的高度可靠，而帧中继则着眼于数据的快速传递以及最大程度地提高网络的吞吐量。3.X.25网内，对传输的数据进行校验，并具有出错处理机制，而帧中继省略了这个功能，委托给用户终端或本地结点机来完成，从而在减少网络时延的同时降低了通信成本。帧中继同步Modem路由器南开大学天津理工大学校园网校园网Frame Relay实例5.4.4 帧中继（Frame Relay, FR）的特征a.灵

29、活的VC(虚电路)业务 继采用了VC（虚电路）技术，用户可以在同一物理链路中根据需要自由增加减少VC，而无需任何硬件和软件的投入，做到资源的更有效利用，费用也变得最为经济。b.更简单的网络处理 继简化了X.25通信协议，时延小、传输效率高、数据吞吐量大。c.更有效的带宽利用 继使用统计复用技术，传输带宽按需分配，适用于突发性业务。d.多协议的支持 帧中继支持多种网络协议，可以为各种网络提供快速、稳定的连接。e.较快的传输 帧中继传输速率高，接入速率一般为64Kbps-2Mbps。f.较低的成本 帧中继降低了联网成本，使网络资源利用率高，网络费用低廉。 5.4.5 帧中继的应用帧中继技术首先在美

30、国和欧洲得到应用。帧中继的应用领域十分广泛，目前主要用于LAN互连、图像传输和组建虚拟专用网等。我国的公用分组交换网和数字数据网（DDN）都引入了帧中继技术。一般来说帧中继技术适用于以下情况：当用户需要数据通信，其带宽要求为64 kbps2 Mbps，而参与通信的各方多于两个时，使用帧中继是一种较好的方案。当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。5.4.6 FR的协议层次与OSI/RM的对应关系F.R是CCITT和ANSI标准，定义了在公共数据网(PDN)上发送数据的流程，属于高性能的链路层协议。它对应于OSI层次模型的最下二层。网络层数据

31、链路层物理层高层分组层数据链路层物理层X.25OSIF.R帧中继物理层FR网的组成FRSFRSFRSFRS网桥CSU/DSURouterRouter广域网PSTN，X.25Router帧中继在这里工作HostBridge网桥CSU/DSURouterRouter广域网PSTN，X.25Router帧中继在这里工作HostBridge帧中继网中的设备分两类：帧中继网接入设备FRAD： 属于用户设备。 如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。帧中继网交换设备FRS： 属于网络服务提供者设备。 如T1/E1一次群复用设备和帧交换结点机。FR中虚电路在FR中，多条虚电路可复用一条物理线路。R1R2ABC

32、102101100103105104106107INDLCIOUTDLCI1110012103111011310411102141051112131422313221INDLCIOUTDLCI3110432107交换机A的路由表交换机C的路由表INDLCIOUTDLCI2110322106交换机B的路由表R3R45.5 ATM ATM（ Asynchronous Transfer Mode ）-异步转移模式，用于宽带综合业务数据网的一种交换技术。ATM是1990年由ITU-T公布的快速交换技术，并将其作为B-ISDN的信息传输方式。但由于其复杂程度高，首先被用于LAN。5.5.1 ATM简介A

33、TM技术建立的网络可以提供高速交换方式，减少节点时延，支持和集成所有类型的服务。在一定程度上解决了高速化和宽带化问题。ATM网络技术主要目标是高速化（低时延）、综合化（综合业务通信）和适应不同速率业务服务。ATM是实现 B-ISDN的核心技术。实际上 ATM是一种快速交换技术。ATM是建立在电路交换和分组交换基础上的传输模式。ATM集交换(信元交换)、复用(异步时分复用)和传输(异步传输，虚电路方式)技术为一体。 ATM的特点： 面向连接的快速(信元)交换； 综合了线路交换-实时性好(节点延迟小)和分组交换-灵活性好(动态分配网络资源)的优点； 支持不同速率的数据传输，满足实时性业务和突发性业

34、务要求； 支持多媒体信息传输(业务综合化)； 服务质量QoS高。5.5.2 ATM信元信元结构 ATM信元固定为53字节，其中5个字节为信元头，48字节为信元体（净荷）。信元头承载信元的控制信息,主要完成寻址的功能；信元体(净荷)承载用户要分发的信息(装载来自不同用户，不同业务的信息)。 话音，数据，图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。信元体中可是任何类型的信息。这种短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟；长度固定的信元首部，可以只用硬件电路对信元进行处理，减少节点对信元的处理时间。 由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验

35、，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网，如X.25，DDN，帧中继等。 另外，对于如此高速的数据网，ATM网络采用了一些有效的业务流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。对不同业务赋予不同的“特权”，如语音的实时性特权最高，一般数据文件传输的正确性特权最高，网络对不同业务分配不同的网络资源，这样不同的业务在网络中才能做到“和平共处”。信元种类： 普通信元：承载用户信息 信令信元：承载控制信息 维护信元：承载运行和维护信息 空闲信元：填充空闲信道5.5.3 ATM逻辑连接 ATM交换是面向连接的，也是在端到端的物理传输通道上建立多条

36、逻辑连接(虚连接)。ATM的逻辑连接分为两个层次：虚通路和虚信道。虚通路(VP -Virtual Path)：一个物理通道可复用多个虚通路连接VPC。虚信道(VC-Virtual Channel ) ：一个虚通路可复用多个虚信道连接VCC。ATM的虚通道与虚通路VCVCVCVCVCVCVCVCVCVCVCVC传输通道VPVPVPVP 虚通路(VP）虚信道（）每个虚通路、虚信道都由不同的虚通路、虚信道标识(VPI、VCI)来区分。可在VCC上直接交换可变速率的ATM信元，同一VC的ATM信元群具有相同的VCI；属于同一VP的不同VC拥有相同的VPI。5.5.4 ATM交换原理 一个ATM交换机可

37、包括入线处理单元、出线处理单元、交换单元和控制单元。入线处理单元将接收的信元进行处理后送给ATM交换单元；出线处理单元将ATM交换单元送出的信元处理后在输出线上传输。这些处理包括了光/电转换、电光转换，并/串转换和串/并转换。ATM交换单元就是要把接收到的ATM信元按VPI和VCI信息进行路由选择，分别送给相应的输出线。在ATM中，可实现VP和VC交换。VP交换中 VPI改变而VCI可以不变；VC交换中VPI和VCI可同时改变。ATM控制单元对交换单元进行控制：建立和拆除虚连接；接收信令信元并处理产生控制信号；收发ATM信元等。5.5.5 ATM网络结构公用ATM网是由电信管理部门经营和管理的

38、ATM网，它通过公用用户网络接口连接各专用ATM网和ATM终端。作为骨干网，公用ATM网应能保证与现有各种网络的互通，应能支持包括普通电话在内的各种现有业务，另外还必须有一整套维护、管理和记费等功能。目前还没有一个商用的公用ATM网，有关公用ATM网的协议也正在不断地完善之中。专用ATM网是指一个单位或部门范围内的ATM网，由于它的网络规模比公用网要小，而且不需要记费等管理规程，因此专用ATM网是首先进入实用的ATM网络，新的ATM设备和技术也往往先在ATM专用网中使用。目前专用网主要用于局域网互连或直接构成ATM LAN，以在局域网上提供高质量的多媒体业务和高速数据传送。接入ATM网主要指在

39、各种接入网中使用ATM技术，传送ATM信元，如基于ATM的无源光纤网络(APON)、混合光纤同轴(HFC)、非对称数字环路(ADSL)以及利用ATM的无线接入技术等。5.5.6 ATM网络组成ATM网络是由ATM交换机及ATM端用户连接而成，其拓扑结构是以ATM交换机为中心的星型结构（局域网）；多个ATM交换机之间互连可构成任意网状的拓扑结构（广域网）。ATM网络接口：ATM网络有两类接口：用户与交换机的接口(UNI -User to Network Interface)和交换机与交换机的接口(NNI-Network to Network Interface )。ATM广域网UNINNI NN

40、INNINNI NNIATM交换机ATM交换机ATM交换机ATM交换机。HUBLAN交换机LANUNI ATM局域网LAN链路 LAN链路ATM链路LAN链路ATM交换机ATM交换机ATM交换机ATM交换机 ATM主要具有下列优点： ATM是以面向连接的方式工作的，大大降低了信元丢失率，保证了传输的可靠性。 由于ATM的物理线路使用光纤，误码率很低。 短小的信元结构使得ATM信头的功能被简化，并使信头的处理能基于硬件实现，从而大大减少了处理时延。 采用短信元作为数据传输单位可以充分利用信道空闲，提高了带宽利用率。总之，ATM的高可靠性和高带宽使得其能有效地传输不同类型的信息，如数字化的声音、数

41、据、图像等。5.6 xDSL (数字用户线) DSL是数字用户环路（Digital Subscriber Line）的简称，是以铜质电话双绞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。 5.6 xDSL (数字用户线) 为满足VOD、多媒体等需要高带宽的应用而开发。 在普通电话线路上实现了高速传输(1.552Mbit/s)。 主要用于广域网的用户接入。 包括以下几种技术：ADSL 非对称数字用户线RADSL 速率自适应数字用户线HDSL 高速数字用户线VDSL 甚高速数字用户线SDSL 单线数字用户线 属于点

42、对点专线，协议层次与DDN基本相同。 我国使用最广泛的是ADSL。xDSL的特点xDSL支持工业标准支持任意数据格式或字节流数据业务：电话、视频、图像、多媒体等；xDSL是一种ModemxDSL的调制技术有三种方式，即2B1Q、无载波幅相调制CAP和离散多音频调制DMT。该技术把频率分割成三部分，分别用于POTS（普通电话服务）、上行和下行高速宽带信号。对称与非对称之分xDSL有对称与非对称之分，分别用于满足不同用户需求。应用于两个局域网之间的互连应用，应选择使用对称xDSL；用户连接ISP可以使用非对称。xDSL的种类 对称的DSLHDSLHDSL是高速对称四线DSL。这种技术可在两对铜线上

43、提供1.544Mbps（全双工方式）的速度，在三对铜线上提供2.048Mbps（全双工方式）的速度。 SDSLSDSL是HDSL的单对线版本，也被称为S-HDSL。S-HDSL是高速对称二线DSL，它可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从160Kbps到2.048Mbps IDSL通过在用户端使用ISDN终端适配器及ISDN接口卡，可以提供128Kbps上下行速率的服务。 xDSL的种类非对称的DSLADSLADSL为非对称数字用户环路，在二个传输方向上的速率是不一样的。它使用单对电话线，为网络用户提供很高的传输速率，从32Kbps到8.192Mbps的下行速率和从32Kbps到1.088

44、Mbps的上行速率，同时在同一根线上可以提供语音电话服务，支持同时传输数据和语音。ADSL的调制技术主要有离散多音频调制技术DMT和无载波调幅调相技术CAP两种。 RADSLRADSL为速率自适应数字用户环路，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。它利用一对双绞线传输，支持同步和非同步传输方式，速率自适应，下行速率从640Kbps到12Mbps，上行速率从128Kbps到1Mbps，支持同时传输数据和语音。 VDSLVDSL甚高速数字用户环路，是一种极高速非对称数据传输技术。它是在ADSL的基础上发展起来的xDSL技术，可以将传输速率提

45、高到2552Mbps，应用前景更广。 xDSL的种类技术速度距离应用ADSL/RADSL1.5-8Mbit/s下行64-640kbit/s上行3.5-5.5km因特网访问、VOD、远程访问HDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)4.5km中继线、帧中继接入SDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)3km中继线、LAN互连VDSL15-52Mbit/s下行1.5-2.3Mbit/s上行0.3-1.2km高清晰度电视、多媒体网络访问几种用户数字线的比较ADSL的特点 上行速率与下行速率不相同“非对称” 上行64 K 640kbit/s 下行1.

46、5 M 8Mbit/s 与因特网访问特点相适应(要求的下传速率高)。 仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的电话线。 语音和数据同时传输，互不干扰； 上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。独享带宽，安全可靠-星型网络，骨干网络光纤，ATM宽带交换机处理交换信息费用低廉，数据不通过电话交换机提供多种服务-各类多媒体服务、远程LAN接入等ADSL工作原理铜质双绞线在4km的距离内带宽可达1.1MHzADSL把1.1MHz的频带分为3个频率段：0 4kHz 仍然用于传输电话语音信号10 50kHz 用作上行信息流的传输带宽52kHz 1.1MHz 用作下行信息流的传输带宽铜质双绞线语音通道中速双工通道高速下行通道ADSL把整个线路的带宽划分为三个通道 ADSL的频谱f4kHz10kHz50kHz52kHz1.1MHz语音上行下行从这个意义上看，ADLS采用了频分复用技术。ADSL的编码技术目前被广泛采用的ADSL调制技术有3种：抑制载波幅度-相位调制(Carrierless Amplitude-Phase modulation, CAP)数据被调制到单一载波上离散多音复用 (Discrete MultiTone, DMT)数据被调制到多个载波上离散小波多音复用 (Discrete Wavelet MultiT