第7章Internet接入技术

第7章Internet接入技术第一页，共114页。第7章广域网及接入技术公用电话交换网（PSTN）综合业务数字网（ISDN）分组交换公用数据网（PSPDN）帧中继网（FRN）ATM网络技术SONET/SDH数字数据网（DDN）几种典型的宽带接入网中国的主要计算机网第二页，共114页。第三页，共114页。第四页，共114页。1公用电话交换网（PSTN)第五页，共114页。

第六页，共114页。主要目标：集成声音和非声音的服务，以数字形式统一处理各种公用网的通信业务。采用数字技术，替代模拟通信网中的传统系统或交换系统中使用的模拟技术。ISDN

：IntegratedServicesDigitalNetwork2ISDN（综合业务数据网络）ISDN设计的目标是以数字形式统一处理各种公用网的通信业务，设置能够与各种通信网接续的ISDN终端交换机，并提供标准的用户/网络接口，使得用户可以通过一条用户线接入网络，获得各种电信服务。ISDN所提供的业务（即服务）主要有：语音业务允许用户将ISDN终端或计算机接入ISDN

可视图文智能用户电报、传真业务;遥测和告警业务第七页，共114页。第八页，共114页。第九页，共114页。在ISDN中，用户和综合业务数字网之间的连线相当于一个数字比特管道，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。

ISDN网电话传真计算机NT1电话网企业网互连网ISDN的组成ISDN的用户类型：一个家庭或小单位：在用户家中或办公室中安装一个用户端接设备（NT1），用户的电话、传真、计算机等等通过NT1与ISDN交换局相连，用户设备可多达8个。只需要一根线（一线通）。第十页，共114页。一个较大单位：拥有较多的电话和终端，因为用户设施较多，需要较大的接入带宽。NT1的8个端口不够用，需要一个ISDN的专用小交换机（PBX），称为第二类网络端接设备（NT2）。类似于电话交换机。ISDN网ISDNPBXNT1ISDN交换机ISDN电话ISDN终端TA非IDSN终端TE1TE2网关UTSRR：TA与非ISDN终端的接口S：NT2与ISDN终端的接口T：NT1与用户设备的接口U：NT1与ISDN交换机的接口NT2局域网ISDN的组成第十一页，共114页。信道类型：第十二页，共114页。基本速率接口（BRI）：两个B通路和一个D通路（2B＋D），通常速率为144Kbps。两条64Kbps的B通路，支持话音和数据传输，一条D通道，用于传输控制信号和数据，16Kbps全双工数据通道。

ISDN网络的接入速率适用于家庭或小单位，可以通过BRI接口传送语音、数据、传真及一般质量的图像，可传输可视电话、电视会议。至少可使三个一般的终端同时在2B＋D的信道上传输数据。基本接口是以传统电话网的普通用户线为介质的。第十三页，共114页。基群速率接口（PRI）：

T1系统（1.544Mbps）：

美国、日本等国采用23个64Kbps的B通路和1个64Kbps的D通路的速率接口（23B＋D）。

E1系统（2.048Mbps）：欧洲国家采用的是30个64Kbps的B通路和1个64Kbps的D通路的速率接口（30B＋D）。

ISDN网络的接入速率B

通道透明地传输用户信息（数字化语音和数据），用户可以采用任意的通信协议；D通道主要用于用户和网络之间的控制信息交换，包括建立和拆除连接等，也可支持较低速率要求的数据传输；较大单位可租用

T1/E1线路。基群接口是面向具有程控交换机PABX或者具有可召开电视会议的高速通道（如同轴电缆）。第十四页，共114页。ISDN相对于传统电话的优点

1)综合的通信业务：一条电话线可当两条用，可以使用两部电话，在上网的同时拨打、接听电话、收发传真；还可以使用两台计算机同时上网。通过配置适当的终端设备，也可以实现可视电话或会议电视功能。

2)呼叫速度快：现在通过Modem上网传输速率低、质量差；ISDN呼叫连接速度快，用户线传输速率是64Kbps或128Kbps。用Modem上网需40秒左右，用ISDN仅需3-10秒。

3)传输质量高：ISDN采用端到端数字传输，接收用户端声音失真很小，而数据传输比特误码性能比传统电话线路至少改善十倍。

4)使用灵活方便：用户使用一个入网接口和普通电话号码就能从网络得到多种服务，用户可在这个接口上连接不同种类的终端。

5)费用适宜：由于使用单一网络提供多种服务，提高了网络资源利用率，可用低廉的费用向用户提供服务。第十五页，共114页。窄带ISDN（N-ISDN）：原有的ISDN技术，支持数字化语言，64Kbps足够；对图像传输，信道容量就不能满足了。宽带ISDN（B-ISDN）：信道容量至少应在1Mbps以上。N-ISDN和B-ISDN在性能上差异：N-ISDN：以目前的电话网为基础，用户环路主要采用双绞线，各种通道的速率固定（如：B通道为64Kbps），以传输数字化语音为主B-ISDN：用户环路和长途干线都采用光缆；速率是可变的；可以传输各种数字化信息（语音、数据和图像等）。新型的传输技术－异步传输模式（ATM），支持B-ISDN的实现，支持多媒体信息传输。宽带综合业务数字网（B-ISDN）第十六页，共114页。B-ISDN的用户/网络接口有两种速率：一为155.52Mbps，双向对称使用；二是网络到用户方向为622.08Mbps，用户到网络方向是155.52Mbps，双向不对称使用。155.52Mbps正好是一路TV速率，622.08Mbps是四路TV速率，可作电视广播用。第十七页，共114页。分组交换：采用存储转发技术将要发送的报文划分成一定长度的分组信息，然后以分组为单位进行存储转发。报文分组示意图：用户数据报头报头报头3分组交换公用数据网(PSPDN)第十八页，共114页。X.25是CCITT制定的分组交换数据网络标准。X.25网络组成X.25网络采用分布式的网状拓扑结构。网状结构的网络具有如下特点：1)网络扩充和主机入网比较简单，可以很方便地增加结点，或者接纳主机入网；2)网络完整性和可靠性较高，任何一对结点之间都可以具有一条以上的路径，不会因为某些链路或者结点的故障造成全网的瘫痪。PSDN：公用数据交换网PublicSwitchedDataNetworkPSDN:分組交換網絡PACKETSWITCHINGDATANETWORK

X.25网络第十九页，共114页。HOSTPTX.25X.25NPTNPT3X3X......PCPADPSEPSEPSEHOST...HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25网络X.25网络结构示意图

X.25网络组成PSE:分组交换机NIE:网络接口设备NMC:网络控制中心设备

PAD:分组装拆设备PT:分组式终端NPT:非分组式终端

PC:分组集中器FEP:前端通信处理机第二十页，共114页。用户终端设备分组式终端PT，分组、装、拆，接收、发送，建立呼叫

可直接入网。非分组式终端NPT，没有分组装、拆功能和实现通信规程的能力，必须通过分组装拆设备PAD连接网络。网络接口设备NIE，包括集中器PC、多路复用器、分组装拆设备PAD、接口处理机、网络接口机等。功能大致有4个方面：

1.数据集中；2.分组多路复用；3.分组装拆；4.实现网络接入协议。结点交换设备PSE也称为分组交换机，能在PT、NIE以及PSE间进行分组交换处理。它的主要功能是：高速处理分组的传输与交换；路由选择；流量控制。第二十一页，共114页。X.25网络组成PC（分组集中器）：目的是为了充分利用PSE的X.25端口，将来自于多个分组式或者非分组式用户终端设备的信息流合并为一个X.25分组流送往PSE。PAD（分组装拆设施）为非分组式用户终端提供接入PSDN的能力。PSDN中的数据传送都是以分组的形式进行的（同步传输）NMC：网络管理中心运行网络管理软件，管理整个网络的运行，包括性能管理、故障检测、差错恢复、用户入网登记及计费等，NMC的功能对整个网络的运行质量具有直接的影响集中控制和管理：单个网络管理中心分布式的控制和管理:多个网络管理中心MODEM（调制解调器）：通信子网必备的硬件设备。通信子网和端用户系统都应配置MODEM。

MODEM的工作方式设置：同步工作方式：连接到PSE或者集中器同步端口的MODEM

异步工作方式：连接到PAD机或者集中器的PAD端口的MODEM。第二十二页，共114页。分组交换数据网的编址方式遵循CCITTX.121建议，每个网络地址用不大于40位十进制数表示

网络地址＝P(1)＋DNIC(4)＋NTN(10)DNIC(4)＝国家代码(3)＋网络编号(1)NTN(10)＝结点机编号(4)＋结点机端口号(4)＋子地址(2)P（国际前缀）用1位10进制数表示，目前取值为0；DNIC（数据网络识别码）：前3位为国家或地区代码，后1位为网络编号。分配给我国的国家代码为460～479，目前仅使用460表示。分组交换数据网的编址方式

网络编号由国家自行分配，例如：早期的CNPAC网络编号为2，目前的CHINAPAC的网络编号为3；

NTN（网络用户号码）由网络主管部门分配；例：0460310020014xx第二十三页，共114页。X.25的通信介质X.25物理接口与PC串行通信端口的EIA-232C/D标准很相似。城市之间采用数字传输信道（光纤或数字微波），速率为64kbps；(G.703标准)没有数字传输信道的可采用四线全双工模拟话路，速率为9.6kbps。(V.24标准)CCITT在1992年重新制定了X.25标准，并将速率提高到2Mbps。第二十四页，共114页。分组交换网的进网接口标准分组式终端DTE/DCE进网接口标准——X.25建议。非分组式终端DTE/DCE进网接口标准

X.3建议：规定了公共数据网内PAD的基本功能和工作环境。X.28建议：规定了在非分组式终端与PAD之间采用的协议。X.29建议：规定了在远程分组式终端与PAD之间相互作用的控制过程。第二十五页，共114页。支持OSI下三层服务，提供永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）；动态复用技术，可提高信道的利用率，简化物理接口；分组交换网中各结点具有存储－转发功能，不同速率的终端可以相互通信；采用虚电路或数据报的方式进行分组传输。分组交换的优点：（1）线路利用率大大提高；（2）分组交换网的传输质量比较高；（3）分组交换网的可靠性比较高；（4）利用存储－转发功能，供不同速率、不同码型、不同通信规程之间的用户进行通信。X.25网络的特点第二十六页，共114页。缺点：模拟信道、信道质量差，信道差错方面处理比较复杂，

数据传输的网络时延较大（差错处理、存储－转发等），

端口速率低（<=64Kbps）。X.25分组交换网适用于交换式短报文的传输，

不适合实时性要求高、信息量大的业务使用。分组传送延时不固定,平均传送延时较长。需要较多的分组头开销。X.25网络的缺点

发展现状及未来发展

起着主导作用，技术规程非常完备，应用广泛。数字技术的广泛应用，X.25技术在一定程度上已过时，但还有许多低速应用（如：销售物流，电子银行

系统，电子信箱应用等）。同时X.25也是与国外通信的主要手段（通过卫星线路或租用线路等）第二十七页，共114页。帧中继：FrameRelay简称FR

帧中继是上世纪90年代诞生的新型分组交换网，是一种快速分组交换网，它提供高吞吐率和低时延的动态带宽分配，性能远胜于原有的X.25分组交换网。帧中继的技术特点：1。外带信息技术：控制信息在专用的信道内传输2。错帧丢弃3。统计时分复用4。帧长可变

4帧中继网第二十八页，共114页。帧中继的引入:

应用的发展对网络提出了新的需求：(1)对性能的需求越来越高

LAN的互联希望网络有高的吞吐率、低的延迟时间。

(2)“突发”性应用不断增长活动图像传送时，经常会遇到信息量突然增加，称为“突发”。突发信息量的持续时间是短暂的。因帧中继能动态分配带宽，用户只需申请一个带宽不高的线路。当有突发量时，网络能在限定的短时间里提供高吞吐量的传送。第二十九页，共114页。（3）高质量传输线路的广泛采用

X.25协议在差错检查和恢复上采取了许多措施。在协议第二层和第三层上进行重复处理，这主要是因为当时的网络线路质量太差，噪声干扰和误码率很高。由于检错和纠错占用了协议的很大开销，降低了网络的传输速率。第三十页，共114页。第三十一页，共114页。第三十二页，共114页。(4)终端设备智能化功能强大的计算机的出现，可以将通信子网的一部分工作转移到终端设备执行。这样就减轻通信子网的负担，加快了通信子网的传送速率。在帧中继工作中如果发现出错，中间节点就简单地将出错帧丢弃，以减轻通信子网的开销，加快速度。第三十三页，共114页。第三十四页，共114页。第三十五页，共114页。

帧中继就是一种减少结点处理时间的技术。帧中继的原理很简单。当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即开始转发该帧。因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比X.25网约减少一个数量级。这种传输数据的帧中继方式也称为X.25的流水线方式。第三十六页，共114页。

仅当帧中继网络本身的误比特率非常低时，帧中继技术才是可行的。 像上面这样一面接收帧就一面转发此帧，就称为快速分组交换(fastpacketswitching)。帧中继的帧长是可变的。还有一种叫做信元中继(CellRelay)的快速分组交换，它采用固定帧长，每一个帧叫做一个信元。 第三十七页，共114页。第三十八页，共114页。5ATM网络技术ATM的基本概念ATM产生的背景：三网在传输内容上的不同需求与特点：语音、视频、数字数据网络发送数据时，由于发送数据的终端数量不同，会产生不固定的延迟。现有数据网络分组长度不适合传输语音信号。异步传输方式ATM：

建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。ITU-T在I.113建议中定义：ATM是一种传递模式，在这一模式中信息被组织成信元(Cell)，包含一段信息的信元不需要周期性地出现，从这个意义上讲这种传递模式是异步的。第三十九页，共114页。同步与异步传递方式的区别同步传递方式（STM）：各信道周期性地占用固定时隙。在STM中，靠帧内的时隙识别信道，一条信道占用的时隙位置是固定的。X.25属于STM。异步传递方式（ATM）：各信道无固定时隙，根据通信量排队占用时隙。在ATM中，将话音、数据及图像业务的信息分解成固定长度（48字节）的数据块，加上5字节的信元头，形成53字节的完整信元。采用异步时分复用(STDM)的方式将来自不同信息源的信息汇集到一起，信元信头中的虚通道标识符/虚通路标识符（VPI/VCI）作为地址标记，网络根据信头中的标记识别和转发信元。第四十页，共114页。

ATM的主要优点如下：（1）选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换。（2）能支持不同速率的各种业务。（3）所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保持电路交换适合于传送实时性很强的业务的优点。（4）ATM使用光纤信道传输。第四十一页，共114页。6SONET/SDH同步光纤网/同步数字体系光纤通信系统是数字系统，脉码调制（PCM）技术用于在数字传输系统中支持模拟的电话信号传输。光纤具有很大的容量，为了充分利用光纤的大带宽，采用多路复用技术PCM载波标准：T1系列：支持24路PCM载波信号为基准北美地区，E1系列：支持32路PCM载波信号为基准欧洲第四十二页，共114页。复用复用4路T1（1.544）T2（6.312）T37路T21路2路3路4路22路23路24路同步位193bit(125usec)T1系统SONET/SDH第四十三页，共114页。CCITT制定国际标准基本的SDH速率为155.520Mbps，称为第1级同步传送模块（STM-1）SDH标准的制定，使得欧洲、北美和日本的三种不同的数字传输体系在STM-1级别上得到了统一

SDH的原理SDH是一个基于时分多路复用技术的数字传输网络，由多路复用器和中继器组成，并通过光纤进行连接。多路复用器：将多个较低级别的信道复用为一个较高级别的信道，中继器：实现更长距离传输时的信号再生和转发同步数字体系（SDH）第四十四页，共114页。多路复用器中继器中继器较低信道较低信道多路复用器多路复用器段段段段线线路

径SDH传输网络示意图段：设备之间的连接线：复用器之间（可能经过一个或者多个中继器）的连接路径：源和宿之间的连接。双环结构：支持双向的数据传输，提高网络的效率，

提高网络的可靠性，无论是线路或者设备的故障，双环仍然可以通过旁路故障设备或者线路来保证数据的传输.SDH双环自愈合网络同步数字体系（SDH）第四十五页，共114页。

采用同步多路复用技术，被复用的信号组成一个数据块（称为帧）进行传输.STM-1帧（155M）结构：2430个字节（每个字节占8位），排列为9行270列每行前9列用于存放控制信息：包括段首SH、线首LH和路径首部PH以及段、线和路径设施处理的各种控制信息，如同步信息、时钟信息、校验信息等。SDH帧结构9行9列261列8位段首

信息载荷（2349字节）线首图5-2STM-1的帧结构每行后261列用于存放被传输的信息传输是按行按字节进行的。第1行第1列的字节最先上线路，第2行第1列的字节紧随着第1行第270列的字节之后。第四十六页，共114页。多个STM-1信道复用到更高的SDH信道每个子信道的信息按字节逐个插入到较高级别的信道中

复用4路STM-1（155）STM-4（622）SDH帧结构SDH网络仅是数字信号传输网络，是目前一些广域网（如：ATM等）的基础网络。提供一条高速的物理信道。SDH主要是定义了高次群的传输速率，用于构造基于光纤的长途传输干线第四十七页，共114页。特点:将多路复用技术应用于数字传输信道，来支持多个用户“共享”通信资源DDN是面向用户的数字传输技术，速度较SDH低。DDN采用时分多路复用技术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：2.048Mbps的光纤信道划分为32路64Kbps的子信道，可以分配给32个用户使用）7数字数据网（DDN）DDN是电信部门向用户提供的一种高速通信业务,利用数字通道提供半永久性的（非交换性的）连接电路，提供中高速、高质量的点－点、点－多点的数字专用电路。第四十八页，共114页。特点（续）:DDN仅是一条支持用户数据点到点高速传输的通道用户可以向电信部门定时的租用子信道（独占）DDN的基本速率为64Kbps，用户租用的信道速率应为64Kbps的整数倍。DDN本身并不提供任何通信协议的支持，在DDN信道上使用何种通信协议由用户自行决定DDN信道的最大不足是DDN仅提供点到点通信的专用信道（也称专线），因此当一个用户希望和多个其它的用户使用DDN通信时，必须租用多个DDN端口速率高、物理时延小，最高速率为150Mbps数字数据网（DDN）第四十九页，共114页。特点（续）:支持数据、图像、声音等多种业务。

网络运行管理简便，没有任何检错、纠错功能DDN适用于传输数据量大的业务。

CHINADDN（公用数字数据网）94年10月开通，覆盖全国21个省会城市，并通过省内DDN网络延伸到地市县。传输速率2.048Mb/s。已达2300多个城市，用户12.2万以上。数字数据网（DDN）第五十页，共114页。缺点：

DDN是固定信道方式，不能进行动态复用，在数据量不大的情况下线路利用率较低；由于是点－点的通信，需要多个DDN端口才能支持与多个结点通信，进网的端口数多。发展现状和未来发展

目前，我国采用DDN组网的部门很多，发展较快，江苏覆盖了11个省辖市以及一些经济发达的县市。国际范围内，DDN用于许多部门（金融、保险、航空、企业、政府部门等）。但发展势头趋于平稳，主要是受ATM技术的影响和帧中继网络技术的影响。数字数据网（DDN）第五十一页，共114页。8几种典型的宽带接入网LMDS：区域多点传输服务（LocalMultipointDistributionServices）是一种工作于毫米波段的宽带无线接入网。APON：基于ATM的无源光接入网（A--PassiveOpticalNetwork)。2001年底，APON改名为BPON，即“宽带无源光网络”XDSL：XDSL是DSL(DigitalSubscriberLine)的统称,意即数字用户线路。LAN：局域网（LocalAreaNetwork）。HFC：HFC（HybridFiberCoax）混合光纤同轴电缆网。

第五十二页，共114页。宽带接入网随着宽带业务的发展，人们越来越意识到网络接入部分(最后一公里)存在严重的带宽“瓶颈”。接入部分两头目前已跨入吉比特级以上的速率，如用户端广泛使用的PC内部传送的速率已达到吉比特速率；而作为接入部分的另一头，城域网或骨干网的速率也已达到2.5～10Gbit/s，它们比接入部分高出至少3个数量级。从技术上讲有三种方式突破接入网瓶颈，一是甚高速数字用户线路(VDSL)；二是基于无源光网络(PON)的光纤到户(FTTH)；三是高速无线接入。第五十三页，共114页。LMDS宽带无线接入技术

LMDS即本地多点分配业务，是一种能接入话音、数据和视频等多种业务的宽带点对多点接入系统。LMDS系统利用毫米波传输，工作在20-40GHz频段上，可提供高达155.52Mbps的用户接入速率，号称是一种“无线光纤”的接入系统。此外，LMDS系统支持所有主要的话音和数据传输标准，如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。

LMDS系统采用类似蜂窝式的结构配置，由一个或多个合理分布可覆盖所需地域的基站组成。基站的收发信机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信，覆盖区域答2-10公里。每个基站都可支持将覆盖区域分成4到24个独立的扇区，以增加系统容量。基站通过高速骨干链路连接至公共交换平台上。第五十四页，共114页。LMDS网络原理框图PSTN=公共电话交换网ATM=异步传输模式IP=Internet协议PBX=专用分组交换机第五十五页，共114页。

LMDS系统分为用户远端站、基站、骨干网和网管中心四个部分，同时也可将这几部分看成接入层、边缘层和中心层的组合。接入层是用户站接入业务处，在硬件上指用户端设备，包括室外单元、网络接口单元和调制解调模块。边缘层实现信号在骨干网和无线传输间转换，并提供相应的QOS和COS，主要包括节点发送/接收无线单元和连接到ATM或L2/L3边缘交换机的基本信道组。中心层经有效的传送、交换和分配带宽来优化成本，是采用SDH传输技术，ATM或IP或ATM+IP交换技术的交换平台，提供与PSTN、INTERNET和其它专用网的互连接口。第五十六页，共114页。APONAPON是ATM

PON的简称。ATM是一种基于信元的传输协议，近年来，被越来越广泛地应用于接入网上以提供视频广播、远程教学、以及数据通信等多种业务。ATM技术能为接入网提供动态的带宽分配，从而更适合宽带数据业务的需要。可以运行在多种物理层技术上，ｘDSL技术和PON技术均可为ATM的运行提供物理平台。

PON：Passiveopticalnetwork即无源光网络（无源的光接入网），其光配线网（ODN）上的器件全部由无源器件（光纤、无源光分路器、波分复用器等）组成，不包含任何有源节点。

在PON中采用ATM信元的形式来传输信息的，称为ATM—PON或简称APON。这种模式建立的是一个点到多点的系统，不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务，还可以利用ATM进行高效的带宽业务管理。第五十七页，共114页。目前基于PON的实用技术主要有APON/BPON、GPON、EPON/GEPON，其主要差异在于采用了不同的二层技术。APON二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。EPON技术在二层用以太网取代ATM。由于其将以太网技术与PON技术完美结合，EPON成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，随着光器件的进一步成熟，将来速率还能升级到10Gbit/s。第五十八页，共114页。APON系统以ATM协议为载体。下行以155.52Mbps或622.08Mbps的速率发送连续的ATM信元，同时将专用物理层OAM（PLOAM）信元插入数据流中；上行以突发的ATM信元方式发送数据流，并在每个53字节长的ATM信元头增加3字节的物理层开销，用以支持突发发送和接收。GPON（ITU-TG.984）：GPON是一种运行在1Gb/s比特率以上的PON技术。为满足更高比特率的需求，整个协议已被公开重新审议，由于增加了对多业务，OAM&P功能以及扩展性等方面的支持，新方案将会是更理想和有效的。第五十九页，共114页。EPON（IEEE802.3ah）－EPON是一种利用无源分光器和光纤PMD实现的点对多点网络拓朴结构。EPON建立在MPCP（Muti-PointControlProtocol：多点控制协议）基础上，MPCP使用消息、状态机、定时器来控制访问P2MP（点到多点）的拓扑。在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体，用来和OLT中的MPCP的一个实体相互通信。作为EPON/MPCP的基础，EPON实现了一个P2P仿真子层，该子层使得P2MP网络拓扑对于高层来说就是多个点对点链路的集合。该子层是通过在每个数据报的前面加上一个LLD（LogicalLinkIdentification：逻辑链路标识）来实现的。此外，EPON还包括网络操作、管理和维护（OAM）机制以支持网络操作和差错监测和修复。第六十页，共114页。xDSL是DSL(DigitalSubscriberLine)的统称,意即数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。DSL技术在传统的电话网络(POTS)的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的"最后一公里"的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,因此充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为运营商成本最小最现实的宽带接入网解决方案。DSL技术目前已经得到大量应用，是非常成熟的接入技术。

xDSL系统主要由局端设备(DSLAM--DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer)和用户端设备(CPE)组成,xDSL第六十一页，共114页。xDSL局端由DSLAM接入平台、DSL局端卡、语音分离器、IPC(数据汇聚设备)等组成。语音分离器将线路上的音频信号和高频数字调制信号分离,并将音频信号送入电话交换机,高频数字调制信号送入DSL接入系统;DSLAM接入平台可以同时插入不同的DSL接入卡和网管卡等;局端卡将线路上的信号调制为数字信号,并提供数据传输接口;IPC为DSL接入系统提供不同的广域网接口,如ATM、帧中继、T1/E1等。这些设备都设在电话系统的交换机房中。用户设备由DSLModem和语音分离器组成,DSLModem对用户的数据包进行调制和解调,并提供数据传输接口。第六十二页，共114页。第六十三页，共114页。第六十四页，共114页。第六十五页，共114页。DSL分类DSL技术主要分为对称和非对称两大类。xDSL中,"x"代表着不同种类的数字用户线路技术。各种数字用户线路技术的不同之处,主要表现在信号的传输速率和距离,还有对称和非对称的区别上。对称DSL技术

对称DSL技术主要有以下几种:HDSL(高比特率DSL)HDSL是xDSL技术中最成熟的一种,已经得到了较为广泛的应用。这种技术可以通过现有的铜双绞线以全双工T1或E1方式传输。其特点是:*利用两对双绞线传输;*支持N×64kbps各种速率,最高可达E1速率;*HDSL是T1/E1的一种替代技术,主要用于数字交换机的连接、高带宽视频会议、远程教学、蜂窝电话基站连接、专用网络建立等与传统的T1/E1技术相比,HDSL具有以下优点:*价格便宜;*容易安装,T1/E1要求每隔0.9～1.8公里就安装一个放大器,而HDSL可在3.6公里的距离上传输而不用放大器。第六十六页，共114页。SDSL--Single-lineDSL，这是HDSL的单线版本，它可以提供双向高速可变比特率连接,速率范围从160Kbps到2.084Mbps。其特点是：*利用单对双绞线;*支持多种速率到T1/E1;*用户可根据数据流量,选择最经济合适的速率,最高可达E1速率,比用HDSL节省一对铜线;*在0.4mm双绞线上的最大传输距离为3公里以上。MVL--MultipleVirtualLine(多虚拟数字用户线)*利用一对双绞线;*安装简便,价格低廉;*功耗低,可以进行高密度安装;*利用与ISDN技术相同的频率段,对同一电缆中的其他信号干扰非常小;*支持语音传输,在用户端无需语音分离器;*支持同一条线路上同时连接多至8个MVL用户设备,动态分配带宽;*上/下行共享速率可达768Kbps;*传输距离可达7公里。第六十七页，共114页。非对称DSL技术非对称DSL技术主要有以下几种:ADSL--AsymmetricDSL(非对称DSL)ADSL为网络提供速率从1M的上行流量和8M的下行流量,同时在同一根线上可以提供语音电话服务。*利用一对双绞线传输;*上行速率从最高可达1M，下行高达8M；*支持同时传输数据和语音。RADSL--RateAdaptiveDSL(速率自适应DSL)，这种技术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。*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。第六十八页，共114页。ADSL传统的电话线系统使用的是铜线的低频部分（4kHz以下频段）。而ADSL采用DMT（离散多音频）技术，将原来电话线路0kHz到1.1MHz频段划分成256个频宽为4.3khz的子频带。其中，4khz以下频段人用于传送POTS（传统电话业务），20KhZ到138KhZ的频段用来传送上行信号，138KhZ到1.1MHZ的频段用来传送下行信号。DMT技术可以根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数，以便充分的地利用线路。一般来说，子信道的信噪比越大，在该信道上调制的比特数越多，如果某个子信道信噪比很差，则弃之不用。目前，ADSL可达到上行640kbps、下行8Mbps的数据传输率。第六十九页，共114页。VDSL--VeryHighDataRateDSL(甚高速数字用户线)VDSL系统与ADSL一样，可利用普通电话铜缆在不影响窄带话音业务(POTS、ISDN)的情况下,传送高速数据业务。VDSL的系统结构也与ADSL很相似。ADSL使用的频谱最高只能到1.1MHz，VDSL使用的频谱较宽,最高可达12MHz。相比而言，VDSL能够提供更高的传输速率(当然，传输距离一般比ADSL短)。这一频谱范围可被分割为若干下行(DS)和上行(US)频段，国际上常用的频段划分方式(BandPlan)主要有两种：Plan997、Plan998。Plan998根据北美的业务需求划分，主要面向非对称业务；而Plan997根据欧洲的业务需求划分，主要面向对称业务。VDSL的应用环境主要可分为三类：(1)短距离高速非对称业务，例如300m以内，下行传输速率26Mb/s以上，可主要用于视频传输；(2)中距离对称或接近对称业务，例如1km左右对称10Mb/s；(3)较长距离非对称业务，这时因高频部分衰减较大，上行速率较低。VDSL技术最适合在用户相对密集、铜缆距离较短的地区,提供高速数据接入业务,因此在东亚国家(如韩国、日本)的应用不断推广,在我国也得到了设备制造商和运营商的关注,正在大力推广阶段。第七十页，共114页。xDSL技术的应用范围

对称DSL技术对称DSL技术主要用于替代传统的T1/E1接入技术。与传统的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简单等特点。广泛地应用于通信、校园网互连等领域,通过复用技术,可以同时传送多路语音、视频和数据。非对称DSL技术非对称DSL技术非常适用于对双向带宽要求不一样的应用,如Web浏览、多媒体点播、信息发布等,因此适用于Internet接入、VOD系统等。第七十一页，共114页。HFC光纤同轴混合网HFC是HybridFiber-Coax的缩写，是指采用光纤传输系统与同轴电缆分配网相结合的宽带传输平台。随着技术的发展，HFC网又常常被赋予新的含义，特指利用混合光纤同轴来进行宽带数字通信的CATV网络。目前依据CATV网络的信号流向将HFC网络分为单向HFC和双向HFC两种，但由于单向HFC只能运营广播业务，而双向HFC则可以运营各种数字业务，通常把双向HFC网络称为HFC，而将单向HFC称为CATV。第七十二页，共114页。第七十三页，共114页。第七十四页，共114页。第七十五页，共114页。HFC双向传输系统在光传输链路上，反向回传信号（上行）与正向信号（下行）可以分纤传输，也可以通过1310nm和1550nm的波分复用实现共纤传输。在电缆分配系统中，实现双向传输一般使用双向放大器，上行和下行信号共缆传输，利用高低通滤波器将它们分离开来，分别进入不同的放大器。在电缆分配系统中，上行和下行信号在频域上是分开的。其频率分割点一般是40MHz/51MHz。现在的趋势则是将频率分割点改到65MHz/87MHz，以适应交互式业务对上行信号带宽飞速增长的需求。第七十六页，共114页。HFC接入方式是基于有线电视网络提供的，由于其天然的行业垄断性，目前这种宽带接入方式仅能由广电相关企业提供。HFC是在单向的基础上进行双向的改造来进行传输。由于它共享一条信道，它的带宽在用户量增加的时候，会不断减少，相互的干扰过大。没有一个网络在CABLE上的用户超过5000个。目前有线电视网在带宽共享方式、网络安全、网络管理等方面依然存在缺陷。HFC方式和ADSL方式的共同特点是利用已经有的网络基础设施，它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限。第七十七页，共114页。PLC接入方式电力线通信技术，英文简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话上，以实现信息传递。该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载，也就是实现四网合一。终端用户只要插上电源插头，就可以实现因特网接入。第七十八页，共114页。PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输；在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M～45M之间。PLC设备分为局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。第七十九页，共114页。几种宽带接入网的比较第八十页，共114页。几种宽带接入网的比较（续）第八十一页，共114页。几种宽带接入网的比较（续）第八十二页，共114页。

9中国的主要计算机网

2001年我国的四大计算机网（我国加入Internet的时间：1994年5月）由信息产业部管理的中国金桥信息网（ChinaGBN）由教育部管理的中国教育和科研网（CERNET）由中国科学院管理的中国科技信息网（CSTNET）由邮电部管理的中国公用计算机互连网（ChinaNet）第八十三页，共114页。八家骨干网的国际出口带宽数

2007年国际出口带宽数（Mbps）中国公用计算机互联(CHINANET)198,353宽带中国CHINA169网138,887中国科技网（CSTNET）8,810中国教育和科研计算机网(CERNET)9,052中国移动互联网（CMNET）8,260中国联通互联网（UNINET）4,319中国铁通互联网（CRNET）1,244中国国际经济贸易互联网(CIETNET)2合计368,927第八十四页，共114页。CHINANET中国宽带互联网（CHINANET）是由中国电信经营管理的中国公用Internet骨干网。CHINANET从1995年开始建设以来，经过多年扩容升级，目前，中国公用计算机互联网（CHINANET）成为中国带宽最宽、覆盖范围最广、网络性能最稳定、信息资源最丰富、网络功能最先进的互联网络，CHINANET网络国际出口总带宽已突破6G，业务范围覆盖全国所有电话通达的地区。第八十五页，共114页。CHINANET中国宽带互联网（CHINANET）与公用电话交换网（PSTN）、公用数字数据网（CHINADDN）、公用分组交换网（CHINAPAC）、公用帧中继（CHINAFR）等所有电信基础网络实现了互联，可以为客户提供多种不同的接入方式。同时，中国宽带互联网（CHINANET）通过与国内各大互联网络运营商以及科研、教育网络实现了互联互通，并且与国际主要互联网服务运营商实现了对等合作，用户接入中国宽带互联网（CHINANET），可以使用CHINANET和INTERNET所有业务。第八十六页，共114页。

中国公用计算机互联网的发展1989年开始提供X.25业务1994年建立数据通信专业体系1994年提供DDN业务1995年提供IP业务1998年用户突破100万，并提供“一站式服务”2001年上半年数据通信用户超过2300万户1998年建立首家通过国家认证的CA体系1999年启动政府、企业、家庭三大上网工程2000年底CHINANET全面提速1996年提供FR/ATM业务第八十七页，共114页。网络—骨干网CHINANET骨干网示意图宁波上海南京沈阳北京西安武汉成都广州省节点1省节点2n*2.5GEdgeLayern*2.5Gn*2.5G城市1国际出口带宽3GCoreLayer城市2n*2.5Gn*2.5Gn*2.5Gn*2.5G第八十八页，共114页。骨干网网络特点高处理能力:采用大容量的比特路由器采用大容量G比特路由器；大带宽:节点间的路由中继普遍由155M提升至2.5G，国内总带宽达到800G；高安全性:双节点备份,全网状的网络结构，具备高疏通能力和安全可靠性第八十九页，共114页。网络—接入网接入网结构示意图国际20余家NSP，Uunet、Sprint，etc局端用户接入设备窄带用户接入PSTN/ISDNIDC/数据中心城域网骨干网用户/大楼宽带用户接入Cable/XDSL/FTTX局端设备CHINANET骨干网第九十页，共114页。CERNet发展状况1995年6月，连接北京、上海、广州、南京、沈阳、西安、武汉、成都八个城市的主干网DDN信道开通，当时的速率为64Kbps。7月开通到美国的128K国际线路。1996年11月，到美国的国际线路升级到2M。1997年2月，主干DDN线路升级到512K。1997年10月，与ChinaNet建立了256K互联线路。1998年11月，开通到加拿大的4M国际线路。1999年1月，主干网升级到2M以上速率。1999年6月，北京地区网开通155M高速通信线路。1999年9月，北京到广州、北京到武汉的155M高速通信试验线路开通。2000年3月，北京至南京、北京至西安155M线路正式开通。CERNet与ChinaNet之间的互联速率升至155M。2000年9月，国际信道升至45M。2001年1月，开通了北京－武汉－广州，武汉－南京－上海沿线4条2.5G和10多条155M高速传输信道，有近100所高校通过100兆的高速信道接入CERNet。2001年4月，与ChinaNet互联速率提升至2×155M。2001年6月，22个省级节点与主干网实现155M连接，分别为：天津、太原、石家庄、呼和浩特、杭州、福州、厦门、乌鲁木齐、银川、西宁、兰州、昆明、贵阳、重庆、深圳、郑州、长沙、合肥、济南、大连、长春、哈尔滨。第九十一页，共114页。中国教育科研网的发展世界第一大规模的学术网，中国第二大计算机互联网。主干网2.5Gbps，国际带宽800M以上；地区网155Mbps；300多个高校具有100M以上的接入速度与电信运营商的互联带宽达7Gbps38个主干网节点，通达200多个城市联网单位超过1300个，大学800多个；网络用户达1500万人第九十二页，共114页。CERNET高速传输网第九十三页，共114页。CERNET主干网

徐闻

长春

哈尔滨

乌鲁木齐

拉萨

西宁

兰州

银川

呼和浩特

台北

沈阳

南昌

西安

徐州

武汉

合肥

郑州

石家庄

北京

南宁

广州

福州

杭州

上海

南京

天津

贵阳

海口

三亚

湛江

无锡

大连

太原

济南

烟台

成都

长沙

重庆

黄梅

九江

昆明

青岛

汕头

唐山

汉中

宜昌

珠海

深圳

惠州

柳州

百色

厦门

主干网

地区网

GigaPop

Pop

桂林

深圳

第九十四页，共114页。InternetCERNET主干网地区网地区网地区网地区网校园网校园网校园网校园网校园网校园网校园网校园网校园网……….中国教育科研网主干网结构第九十五页，共114页。2、网络示例：中国教育科研网主干网北京沈阳南京上海西安成都武汉广州美国香港日本德国英国CernetBackbone第九十六页，共114页。CERNET1TOCERNET2全国网络中心：清