广域网接入技术

广域网接入技术第1页/共69页局域网的不足：局域网主要完成工作站、终端、服务器等在较小物理范围内的互联，只能解决局部的资源共享广域网的特点：可以使相距遥远的局域网互相连接起来，远距离传输数据、语音、视频等，实现大范围的资源共享引入WANLAN北京西安1000km第2页/共69页掌握广域网的交换技术掌握广域网的接入技术了解广域网的通信协议及配置掌握PPP认证的方法课程目标学习完本章课程，您应该能够：第3页/共69页广域网的概念服务供应商早期：基于服务提供商的通信网络设施建立远程连接（家庭拨号上网）现代：多数用光纤技术第4页/共69页广域网组成从资源组成角度来说，广域网可以由通信子网与资源子网两部分组成，通过将通讯部分（子网）和应用部分（主机）分开，使得网络设计得到简化。第5页/共69页

广域网接入解决方案第6页/共69页广域网与OSI参考模型网络层数据链路层物理层IP、IPX等网络层协议HDLCPPP帧中继LAPBV.24、V.35、X.21、RS-232、RS-449、RS-530、G.703、E1/T1OSI参考模型广域网第7页/共69页广域网连接方式X.25/帧中继/ATM点对多点PSTN/ISDN分组交换方式电路交换方式专线方式异步/同步专线点对点协议：PPP，帧中继

点对点第8页/共69页专线连接模型运营商传输设备运营商通信网运营商传输设备DTEDTEDCEDCE远程线路点到点永久性独占线路，固定带宽DTE是客户端设备，DCE是服务器端，运营商设定一个时钟，指定带宽。链路层常使用HDLC、PPP等本地线缆本地线缆接入线路接入线路用户路由器用户路由器第9页/共69页电路交换连接模型按需拨号建立连接，独占线路，带宽固定典型技术：PSTN（电话网）、ISDN（综合业务数字网）链路层通常采用PPP广域网交换机运营商通信网广域网交换机DTEDTEDCEDCE远程交换电路本地线缆本地线缆接入线路接入线路用户路由器用户路由器第10页/共69页分组交换连接模型分组交换是将信息分为一定的长度交给分组交换机，交换机有发送发和接收方的地址标识，根据这些地址标识通过虚链路将分组转发出去。它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。典型技术：X.25、帧中继、ATM分组交换机运营商分组交换网分组交换机虚电路接入链路接入链路用户路由器用户路由器第11页/共69页PSTN接入技术PSTN即公用电话交换网(PublicSwitchedTelephoneNetwork)，PSTN开始由模拟线路组成，现在大多数PSTN通过光纤、铜缆和卫星等各种介质来传输数字信号。PSTN网络是公用通信网中基础网，通信区域覆盖全国，是进行远程通信投资少、见效快、实现大范围数字通信最便捷方法。第12页/共69页公共电话交换网PSTN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收发双方传输速率必须相同，最高为56kbps第13页/共69页2公共交换电话网络概述1．PSTN的通信原理由负责接入的终端局（本地交换局）、长途局、地区或区域性的中转局构成。

电话系统网络示意图第14页/共69页终端局有大量的外线和附近的一个或多个交换中心相连，交换中心又称会接局（TandemOffice）和长途局（ToolOffice）如果主叫电话和被叫电话不在同一个端局，要看主叫端局和被叫端局是否在同一个长途局存在一条长途连接干线连接，这在两个端局距离较近时很容易出现，如果存在，便在这个长途局中建立连接。如果主叫和被叫没有一个共同的长途局，则路由选择将向地区局（SectionalOffice）和区域局（RegionalOffice）中建立。第15页/共69页2．PSTN的通信特点采用异步传输方式，速率为9.6～56kbit/s采用语音线路进行数据传输Modem的数/模是必须的分布广泛、使用简单、成本低。成为首选方案。第16页/共69页PSTN的接入方式局域网间通过按需拨号实现互联

为其他广域网链路备份

智能终端远程访问智能终端远程访问第17页/共69页ISDN接入综合业务数字网ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）使用电话载波线路进行拨号连接，但ISDN技术独特的数字链路，可以同时传输两路话音和一路数据信号，因而通讯的速度和通讯的质量都大大提高。第18页/共69页综合业务数字网N-ISDN特征:电路交换，利用现有的电话交换系统有拨号连接过程全数字传输网络多服务：语音、数据、文本、图形、视频采用带外信令（D信道），拨号连接速度快载体信道（B信道）带宽为64Kb/s第19页/共69页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ISDNTE1TE1TE1TU第20页/共69页大型商用的ISDN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TE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBX第21页/共69页ISDN接口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，用于带外信令。B信道——64kb/s数字PCM信道，用于语音或数字。ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：BRI：基本速率接口。2B+DPRI：基群速率接口，23B+D或30B+D第22页/共69页BRIDB1B2PRIDB1~B30基本速率数字管道，144kbps主速率数字管道，2Mbps数字管道示意图04-4月-23page23第23页/共69页ADSL概述ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。电话线电话网/互联网第24页/共69页ADSL原理－网络基本结构ADSL网络基本结构互联网电话交换网PCADSLModem电话DSLAM高频数据信号低频语音信号用户侧电话局侧用户线路DSLAM：数字用户线路接入复用器分离器分离器从PC发出的数据是数字信号，经过Modem调制成高频模拟信号，再在分离器处与语音的低频信号混合第25页/共69页X.25技术X.25允许不同网络中计算机通过网络层设备相互通信。X.25协议工作在分组交换网络中。早期X.25网络工作主要应用在电话网中，由于电话线传输介质可靠性不高，必须启用一套复杂的差错处理及重发机制来保证通讯质量，因此影响X.25运行速度。完整的通信首先由通信的一端呼叫另一端启动，请求在它们之间建立一个会话连接；被呼叫的一端可以根据自己的情况接收或拒绝这个连接请求。一旦这个连接建立，两端的设备可以全双工地进行信息传输，并且任何一端在任何时候均有权拆除这个连接。第26页/共69页X.25分组交换网特征: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≤64Kbps第27页/共69页X.25的体系结构X.25:“在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间的接口”。它对应于OSI层次模型的最下三层。

第28页/共69页X.25网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEX.25X.25PSE：分组交换设备广域网第29页/共69页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，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。（见下页图）第30页/共69页缓冲区打包拆包PAD非分组终端DCEPAD的工作原理X.25网络第31页/共69页帧中继（FrameRelay,FR）特征:工作在OSI/RM的物理层和数据链路层帧中继使用永久虚电路（PVC）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用用链路层的HDLC帧来封装各种不同的高层协议，如IP、IPX、AppleTalk等适用于在WAN上实现LAN的互联传输速率一般为56Kbps～45Mbps第32页/共69页

帧中继网1帧中继概述1．基本概念帧中继（FR）是在开放系统互连参考模型（OSI/RM）第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种交换技术。

X.25与帧中继的操作方式第33页/共69页2．帧中继技术的特点帧中继协议简化了X.25分组级功能，只有两个层次传送的基本单元为帧：帧的长度可变，最大长度允许1600字节。在数据链路层完成动态（统计）复用、帧透明传输和差错检测，将出错的帧丢弃，不采用重传机制。帧中继技术提供了有效的带宽管理和阻塞控制机制。帧中继现可提供用户的接入速率在64Kbit/s～2.048Mbit/s，也可达到45Mbit/s。帧中继采用了面向连接的工作模式，可以提供PVC业务、SVC业务。第34页/共69页

帧中继协议1．帧中继协议结构帧中继协议分为用户（UUser）平面和控制（CControl）平面两部分。用户平面使用ITU－TQ.922协议：是用于传送用户数据和管理信息。控制平面使用ITU－TQ.931和Q.922两个协议：是用于建立和释放逻辑连接，传送与处理呼叫控制消息。它们仅在用户和网络之间操作。在此只重点介绍帧中继用户平面的协议结构。帧中继用户平面的协议结构分为两层：物理层和数据链路层（DL：DataLink）。第35页/共69页

帧中继协议结构第36页/共69页

帧中继网的构成

1．帧中继网络结构

帧中继支持的网络结构第37页/共69页

帧中继网组织示意图第38页/共69页帧中继网络设备（1）帧中继交换机 帧中继交换机的类型：改装型X.25分组交换机；以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机；采用信元中继、ATM技术、支持帧中继接口的ATM交换机。 帧中继交换机的接口：用户接入接口：用户接入接口支持标准的FRUNI规程（物理层接口规程和数据链路层的核心规程），可以用于帧中继用户设备的介入。中继接口：中继接口支持标准的FRNNI规程，支持与其他交换机设备的互连。网管接口：负责接入帧中继的网络管理系统。（2）局间中继线 帧中继网的局间中继传输利用数字传输信道，比如数字微波、光缆等。第39页/共69页

帧中继的用户入网方式

用户接入帧中继网的方式第40页/共69页ATM异步传输模式ATM是广域网的另一种传输方法，它利用固定大小数据包的方法，实现了从25~622Mbps的高速传输。ATM中固定大小的数据包又叫做信元，由48字节的数据加上5字节的头信息组成。通过使用大小固定的数据包，ATM提供可预料的通信模式，并能够更好地控制带宽的使用。第41页/共69页异步传输模式ATMATM是一种高速分组交换技术，采用了以信元（cell）为单位的存储转发方式，故又称为信元交换。ATM将话音、数据和图像等数据分解成长度固定的数据块，并在各数据块前装配地址、优先级等控制信息构成信元。信元由信元头部和有效载荷构成：信元头部有效载荷5B48B04-4月-23page42第42页/共69页在ATM网络中，空信元以一定的速率出现，发送站只要获得空信元即可插入信息发送。因信息插入位置无周期性，故称这种传送方式为异步传输模式。ATM特点：1)

面向连接（虚连接），按序递交；2)

固定大小的信元，便于高速处理（可用硬件实现），传输速率≥622Mb/s；3)QoS特性保证了ATM可以实时地传送语音和活动图像。123456数据块信元流04-4月-23page43第43页/共69页ATM网1ATM信元结构信元结构和信元头结构第44页/共69页2ATM协议分层及各层的功能1．ATM协议参考模型概述ATM在逻辑上可按三个层面描述:用户平面管理平面控制平面每个面内采用了分层的方法物理层ATM层AAL层第45页/共69页2．ATM协议结构及各层功能ATM参考模型第46页/共69页

各子层的功能第47页/共69页DDN的功能提供9.6K、N×64K直至2M速率的数字专线通道。提供透明传输，可承载语音、数据、视频等多种业务。可为不同的客户端设备提供多种物理接口选择，入网方式有3种：频道传输、基带传输和数字数据传输。利用DDN可以进行局域网的互连。第48页/共69页DDN的特点通信质量高透明传输业务成熟灵活的接入方式网络管理简便第49页/共69页DDN的组成及基本工作原理1．DDN的网络结构DDN三级网络结构第50页/共69页2．DDN节点功能和分类（1）DDN节点的功能

DDN节点主要包括复用及数字交叉连接设备等。其主要功能有：

①

复用和解复用；

②交叉连接；

③提供各种数字通道接口和用户接口并接入各种业务；

④保持网络同步。（2）DDN节点分类

①骨干节点机：执行网络业务的转换功能。

②接入节点机：主要为DDN各类业务提供接入功能。

③用户节点机：主要为DDN用户入网提供接口并进行必要的协议转换。第51页/共69页3．DDN的组成

DDN的网络组成第52页/共69页DDN入网方式DDN的入网方式

DDN用户接入方式第53页/共69页

混合光纤同轴电缆（HFC）混合光纤同轴电缆是指光缆敷设到小区，然后通过光电转换接点，利用有线电视网（CATVCableTelevision有线电视）的总线型同轴电缆连接到用户，提供综合电信业务技术。第54页/共69页HFC接入网方式通过HFC接入网方式组建广域网时，需要有电缆调制解调器（CabelModem），连接方式可参考ADSL接入方式，用户拨入和局域网共用一个ADSL帐号接入），只需要将ADSLModem换成CabelModem，从外面进来的有线电视的同轴电缆接到CabelModem，然后用网线通过CabelModem的网线接口接计算机的网卡接口，用有线电视同轴电缆通过CabelModem的相应接口接电视机。第55页/共69页

光纤接入网光纤接入网是使用光纤作为主要传输介质的网络系统。在交换局一侧，要把电信号转换为光信号，以便在光缆中传输；在用户侧，要使用光网络单元（ONU）将光信号转换成电信号再传送到用户终端。第56页/共69页1.光纤接入网的分类（1）FTTC光纤接入网 是为住宅用户提供服务，将ONU放在路边，从ONU出来用同轴电缆提供电视服务，用双绞线提供电话服务。（2）FTTB光纤接入网 是为大中型企事业单位及商业用户服务，将ONU放在大楼内，提供高速数据通信、远程教育、远程医疗、电子商务等宽带业务。（3）FTTH光纤接入网 是为家庭用户提供服务，将ONU放置在用户家中，由用户专用，为家庭提供多种宽带业务。第57页/共69页2.光纤接入网的结构

（1）星形结构 星型网又分为单星型网和多星型网。 （2）环形结构 首尾都接入同一个交换局端，这种环路能提供路由选择的机会，从运行和可靠性上讲都是十分有益的。 （3）树形结构 是一种在网络中使用无源光器件来共享光纤的无源网络，从交换局端到用户光纤的不同地点装有一定数量的光分路器，使一根光纤逐级分出若干个支路。第58页/共69页

利用光纤网组建广域网

第59页/共69页

智能光网络1智能光网络简介新一代的光联网有如下三个特征：（1）更高的光网络带宽利用率；（2）更加灵活的网络结构；（3）更加有效的支持面向未来的业务；新一代光网络的核心技术主要包括光网络核心层中的智能光网络（ION）技术，光传送网（OTN）技术和光网络汇聚层接入层中的多业务传送平台（MSTP）技术和光以太网技术等。第60页/共69页企业系统广域网案例第61页/共69页中石化北京石油广域网网络拓扑第62页/共69页中国外运集团全国广域网网络能够实现中外运网络财务、物流、电子邮件、办公、VOIP等业务的高效、可靠承载;电信级可靠性、线速转发功能、以及完善的Diffserv/QoS机制和丰富的业务处理能力，充分满足中外运集团广域骨干网络的建设需要;提供了数据、视频、话音业务在IP网络上的统一承载，使集团网络全面实现了三网合一。中外运总部局域网全网选用华为3Com公司S8000/S6500/S3000系列交换机设备。总部网络DDN/SDH/FR•••PSTN/ISDN非上市分公司DDN/SDH/FRPSTN/ISDN上市分公司•••总部信息网络中心三四级节点R2631E三四级节点R2631ENE40INTERNETR3680ER3680ER3680ENE08EEU100R3680ERDCR2621第63页/共69页香港上海武汉厦门大连新加坡纽约悉尼巴黎里约热内卢日本北京QuidwayME6800全球ISDN广州重庆企业内部网业务管理中心中远总部E1PRIQuidwayMT9660QuidwayMT9660EaseLook桌面终端该系统覆盖全国13个分部和全球7个分公司，系统主会场在中远集团公司总部。系统采用ISDN、E1、IP混合组网，使用了一套QuidwayME6800视讯交换平台20套QuidwayMT9660视讯终端和3套EaseLook桌面终端，实现了中远（集团）公司和全球所有分支机构之间的远程会议和业务培训。整个系统以其优异的图象声音质量和电信级的稳定性得到了用户的好评应用。IP中国远洋（集团）公司全球视讯会议网第64页/共69页安踏企业VPN＋VoIP网络建议图总公司市话网网守计费认证系统数据库INTERNETIPsecVPNVOIP网关/VPN路由器VG10-41

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