《網(wǎng)絡工程師認證》課件5.廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)

1、廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)Part V大綱要求 （9）理解城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)基本技術(shù)； （12）理解接入網(wǎng)與接入技術(shù)；5.5.3 接入技術(shù) DSL 技術(shù) （I） HDSL（I） VDSL（I） ADSL （虛擬撥號和準專線接入、DSLAM）（） FTTx + LAN （） HFC: CATV 網(wǎng)絡和Cable Modem（） 無線接入（ ）大綱要求3 5.2 交換技術(shù) 電路交換 （I） PSTN，PBX , V.90（I） ISDN , PRI 和BRI（I） 分組交換：慮電路和數(shù)據(jù)報，X.25 、LAP-B（I） 租用線路服務（DDN ）（I） 幀中繼 （I） ATM PPP 協(xié)議：幀格式，LCP 協(xié)議和N

2、CP 協(xié)議，認證協(xié)議（PAP 和CHAP）（I） PPPoE 和PPPoA（I）主要內(nèi)容5.1 廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)5.2 基礎通信協(xié)議5.3 PSTN5.4 X.255.5 ISDN5.6 xDSL5.7 HFC5.8 DDN5.9 FR主要內(nèi)容5.11 SONET（SDH）5.12 ATM5.13 CDMA典型試題分析5.1 廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)廣域網(wǎng)（WAN, Wide Area Network）:是將地理上相距較遠（數(shù)十數(shù)千公里）的多個計算機系統(tǒng)通過通信線路按照網(wǎng)絡協(xié)議連接起來，實現(xiàn)計算機之間相互通信的計算機系統(tǒng)的集合； 局域網(wǎng)要接入廣域網(wǎng)需要路由器(Router)提供轉(zhuǎn)接服務，由

3、于當前可供選用的廣域網(wǎng)有數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）以及幀中繼網(wǎng)、ISDN網(wǎng)等，用戶可通過公用網(wǎng)組網(wǎng)也可以通過路由器與DDN專線等組網(wǎng)，所以支持多種協(xié)議及多端口的路由器在網(wǎng)絡設備中發(fā)展較快。 廣域網(wǎng)通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)傳輸線路交換節(jié)點廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成5.1 廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)5.1 廣域網(wǎng)與接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)物 理 層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng) 絡 層廣域網(wǎng)參考模型符合OSI/RM：提供兩種服務，路由選擇和流量控制提供數(shù)據(jù)幀進行傳輸?shù)膮f(xié)議提供機械、電氣、功能和規(guī)程的連接5.2 基礎通信協(xié)議 SLIP PPP HDLC/LAPx PPPoE PPPoA SLIP作用：它是一種把包轉(zhuǎn)換為幀的協(xié)議，定義如何封裝數(shù)

4、據(jù)幀。SLIP串行線路 IP它的目的是使用調(diào)制解調(diào)器通過電話線，把SUN工作站連接到因特網(wǎng)上去。不能進行錯誤檢測和糾錯工作；SLIP只支持IP；地址不能自動的設定；沒有提供身份驗證；不是一個已通過的因特網(wǎng)標準。缺點： PPPPPP 點到點協(xié)議明確的劃分出一幀的尾部和下一幀的頭部的成幀方式；當線路不再需要時，挑出這些線路并測試它們，商議選擇，并仔細地再次釋放鏈路控制協(xié)議；用獨立于所使用網(wǎng)絡層協(xié)議的方法來商議使用網(wǎng)絡層地哪些選項。 PPPPPP 點到點協(xié)議標志01111110地址11111111標志01111110控制00000011協(xié)議校驗和11111或22 或 4字節(jié)數(shù)用于無序號模式操作下的P

5、PP完整幀格式有效載荷 PPPNCP：建立和配置不同的網(wǎng)絡層協(xié)議LCP：建立、配置和維護數(shù)據(jù)鏈路連接HDLC：數(shù)據(jù)報的鏈路層封裝PPP協(xié)議的構(gòu)成： PPPPAP: 密碼認證協(xié)議CHAP：競爭握手認證協(xié)議PPP協(xié)議的認證方式： HDLC/LAPx高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議是一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，促進傳送到下一層的數(shù)據(jù)在傳輸過程中能夠準確地被接收。另一個重要功能是流量控制。HDLC 具有兩種不同的實現(xiàn)方式：高級數(shù)據(jù)鏈路控制正常響應模式即 HDLC NRM（又稱為SDLC）和 HDLC 鏈路訪問過程平衡（LAPB）。HDLC 是面向比特的同步通信協(xié)議，主要為全雙工的點對點操作提供完整的數(shù)據(jù)透明度

6、。HDLC NRM 具有一個永久基站以及一個或多個次站。HDLC LAPB 是一種高效協(xié)議，為確保流量控制、差錯監(jiān)測和恢復它要求額外開銷最小。 HDLC/LAPx幀分為三種類型：信息幀：在鏈路上傳送數(shù)據(jù)，并封裝OSI體系的高層； 管理幀：用于實現(xiàn)流量控制和差錯恢復功能； 無編號幀：提供鏈路的初始化和終止操作。01111110地址01111110控制數(shù)據(jù)校驗和8888=016位面向位的協(xié)議的幀格式標志序列同步字符幀定界符標志序列同步字符幀定界符 PPPoE特點PPPOE在標準PPP報文的前面加上以太網(wǎng)的報頭，使得PPPOE提供通過簡單橋接接入設備連接遠端接入設備，并可以利用以太網(wǎng)的共享性連接多個

7、用戶主機。PPPOE 以太網(wǎng)上點對點協(xié)議（PPP over Ethernet） PPPOE連接示意圖 PPPoEPPPOE通信流程:PPPOE有兩個不同的階段：發(fā)現(xiàn)階段和PPP會話階段。PPPOE通信流程 PPPoE優(yōu)點： 安裝與操作方式類似于以往的撥號網(wǎng)絡模式，方便用戶使用。 用戶端的XDSL調(diào)制解調(diào)器無須任何配置。 允許多個用戶共享一個高速數(shù)據(jù)接入鏈路。 適應小型企業(yè)和遠程辦公的要求。 終端用戶可同時接入多個ISP，這種動態(tài)服務選擇的功能可以使ISP容易創(chuàng)建和提供新的業(yè)務。 兼容現(xiàn)有所有的XDSLModem和DSLAM。 可與ISP有接入結(jié)構(gòu)相融合。 PPPoAPPPoA 在異步傳輸模式的

8、點對點協(xié)議 PPPoA協(xié)議采用PPPoA的接入技術(shù)，由PC終端直接發(fā)起PPP呼叫，用戶側(cè)ATM25網(wǎng)卡在收到上層的PPP包后，根據(jù)RFC2364封裝標準對PPP包進行AAL5層封裝處理形成ATM信元流。ATM信元透過ADSL Modem傳送到網(wǎng)絡側(cè)的寬帶接入服務器上，完成授權(quán)、認證、分配IP地址和計費等一系列PPP接入過程。5.3 PSTN電路交換有撥號連接過程既可傳輸模擬信息，也可傳輸數(shù)字信息用戶環(huán)路為模擬傳輸數(shù)據(jù)通信時需要使用MODEM收發(fā)雙方傳輸速率必須相同，最高為56kbps公共電話交換網(wǎng)PSTN（POTS）5.3 PSTN 調(diào)制解調(diào)器是用于在模擬網(wǎng)絡中傳遞數(shù)字信號的設備。通過將數(shù)字信

9、號調(diào)制成可被模擬設備傳輸?shù)哪M信號，接收端調(diào)制解調(diào)器再進行解調(diào)，還原成可被數(shù)字設備（如PC）接受的數(shù)字信號。 調(diào)制解調(diào)器允許數(shù)據(jù)在話音等級的電話線上傳輸 PC機數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)器模擬信號電話系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器5.3 PSTN“握手”是指兩臺或更多計算機在能夠進行通信前需要經(jīng)歷的初始化過程。為了進行握手，調(diào)制解調(diào)器之間必須是兼容的 ITU標準專用方法下行速率上行速率V.32V.32terbo19.2kb/sV.32bisV.fast28.8kb/sV.34V.FC28.8kb/sV.34bis*K56Flex56kb/s35.6kb/sV.90X256kb/s28.8/35.6K調(diào)制解調(diào)器的相關(guān)標準

10、5.3 PSTN DTE:數(shù)據(jù)終端設備。指的是位于用戶網(wǎng)絡接口用戶端的設備，它能夠作為信源、信宿或同時為二者 DCE:數(shù)據(jù)通信設備（EIA擴展的）或者數(shù)據(jù)電路終端設備（ITU-T擴展的）。該設備與通信網(wǎng)絡的連接構(gòu)成了網(wǎng)絡終端的用戶網(wǎng)絡接口。調(diào)制解調(diào)器和接口卡都是DCE設備的例子。DTEDCEEIA/TIA-232 or X.21DTEDCEEIA/TIA-232 or X.21WAN5.3 PSTNPSTN的協(xié)議結(jié)構(gòu) 物理層主要使用RS-232(DTE和Modem之間的接口)； 鏈據(jù)層為PPP (或SLIP，現(xiàn)已很少用)； PPP支持的任何一種高層協(xié)議IP/IPX/PPP/SLIPRS-232

11、網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層5.3 PSTNPSTN的組成中繼網(wǎng)電話交換機計算機本地環(huán)路電話公司的設備用戶的設備用戶家庭電信公司MODEMMODEM數(shù)字線路模擬線路RS-232工作在網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的低3層采用分組交換，面向連接(虛電路)，可靠性高多路復用，一條物理鏈路支持多條虛電路 點對點傳輸，不支持廣播支持多種高層協(xié)議，它們均作為普通數(shù)據(jù)被封裝在X.25的分組中在網(wǎng)絡中傳送工作速率64KbpsX.25分組交換網(wǎng)（PDN）5.4 X.25X.25的體系結(jié)構(gòu)X.25 “在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設備DTE和數(shù)據(jù)電路端接設備DCE之間的接口”。它對應于OSI層次模型的最下三層。X.21/RS-

12、232/V.24/網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層LAPBX.25X.25網(wǎng)絡的組成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分組交換設備廣域網(wǎng)DTEDTEX.25的節(jié)點 X.25網(wǎng)絡由許多稱之為分組交換機(PSE)的節(jié)點組成。 為了保證通信可靠性，每個PSE至少與另兩個PSE相連接，使得一個PSE故障時，能通過其他路由繼續(xù)傳輸信息。 PSE之間交換的是分組(包)，所以又稱X.25網(wǎng)為分組交換網(wǎng)或包交換網(wǎng)。PSE采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法交換分組。X.25網(wǎng)絡的設備數(shù)據(jù)終端設備(DTE)：X.25網(wǎng)絡的末端設備(如路由器、主機、終端、PC機等)，一般位于用戶端（故稱為用戶設備）。數(shù)據(jù)電路

13、端接設備 (DCE)：專用的通信設備，DTE通過DCE接入X.25網(wǎng)絡。PSE：X.25網(wǎng)絡分組交換機，用于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)。PAD設備：用于將非分組設備接入X.25網(wǎng)。位于DTE與DCE之間，實現(xiàn)三個功能：緩沖、打包、拆包。（見下頁圖） PAD的工作原理緩沖區(qū)打包拆包PAD非分組終端DCEPAD的工作原理X.25網(wǎng)絡X.25提供的服務 X.25網(wǎng)絡為用戶提供的是虛電路服務。多個虛電路可復用到單條物理電路上。一條物理電路可支持4096個虛電路。 DTE之間端到端的通信是通過雙向虛電路來完成的（一般申請16個雙向虛電路）。 X.25即支持永久虛電路PVC，也支持交換虛電路SVC。 X.25網(wǎng)絡的接

14、入分組終端：直接接入非分組終端：通過PAD接入字符終端：用撥號方式間接接入(X.28/X.32）利用X.25組網(wǎng)： 1.通過X.25將PC接入局域網(wǎng) PC端X.25網(wǎng)卡，同步MODEM LAN端路由器，同步MODEM 2.通過X.25實現(xiàn)LAN的遠程互連 雙方均需路由器，同步MODEM用X.25進行網(wǎng)絡互聯(lián)64kX.2564kLAN1路由器LAN2路由器同步MODEM同步MODEM5.5 ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN (Integrated Service Digital Network )電路交換，利用現(xiàn)有的電話交換系統(tǒng)有撥號連接過程全數(shù)字傳輸網(wǎng)絡多服務：語音、數(shù)據(jù)、文本、圖形、視頻采用帶

15、外信令（D信道），撥號連接速度快載體信道（B信道）帶寬為64kbit/sISDN接口ISDN提供了一種數(shù)字化的比特管道，使信息在用戶與電信公司之間流動。ISDN比特管道支持由TDM分隔的多個信道。常用的有兩種標準化信道：D信道16kb/s or 64k數(shù)字信道，用于帶外信令B信道64kb/s數(shù)字PCM信道，用于語音或數(shù)字ISDN比特管道主要支持兩種信道的組合： BRI：基本速率接口。2B+D（16k） PRI：主速率接口（一次群速率接口）30B+D(64k)5.6 xDSL 為滿足VOD、多媒體等需要高帶寬的應用而開發(fā)。 在普通電話線路上實現(xiàn)了高速傳輸(1.552Mbit/s)。 主要用于廣域

16、網(wǎng)的用戶接入。 包括以下幾種技術(shù)：ADSL 非對稱數(shù)字用戶線RADSL 速率自適應數(shù)字用戶線HDSL 高速數(shù)字用戶線VDSL 甚高速數(shù)字用戶線SDSL 單線數(shù)字用戶線 屬于點對點專線，協(xié)議層次與DDN基本相同。 我國使用最廣泛的是ADSL。xDSL(數(shù)字用戶線)幾種數(shù)字用戶線的比較技術(shù)速度距離應用ADSL/RADSL1.5-8Mbit/s下行16-640kbit/s上行5.5-5.5km因特網(wǎng)訪問、VOD、遠程訪問(非對稱)HDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)5.5km中繼線、幀中繼接入(對稱)SDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)

17、3km中繼線、LAN互連(對稱)VDSL15-52Mbit/s下行1.5-2.3Mbit/s上行0.3-1.2km高清晰度電視、多媒體網(wǎng)絡訪問(非對稱)ADSL xDSL的一種非對稱版本 用電話話音傳輸以外的頻率傳輸數(shù)據(jù) 從現(xiàn)有銅質(zhì)電話線上獲取最大數(shù)據(jù)傳輸容量,同時又不干擾在同一條線上進行的常規(guī)話音服務 ADSLATMISP1CentralOfficeSplitterInternetwithATM coreBB-RASISPnATMF 25.6POTSSplitterNTDSLAMPCADSL的特點 上行速率與下行速率不相同“非對稱” 上行16 640kbit/s 下行1.5 8Mbit/s

18、與因特網(wǎng)訪問特點相適應(要求的下傳速率高)。 僅使用一對雙絞線，可直接利用用戶原有的電話線。 語音和數(shù)據(jù)同時傳輸，互不干擾； 上網(wǎng)時不用撥號，永遠在線（打電話仍需撥號）。ADSL工作原理銅質(zhì)雙絞線在5km的距離內(nèi)帶寬可達1.1MHzADSL把1.1MHz的頻帶分為3個頻率段：0 4kHz 仍然用于傳輸電話語音信號10 50kHz 用作上行信息流的傳輸帶寬52kHz 1.1MHz 用作下行信息流的傳輸帶寬銅質(zhì)雙絞線語音通道中速上行通道高速下行通道ADSL把整個線路的帶寬劃分為三個通道ADSL的頻譜f4kHz10kHz50kHz52kHz1.1MHz語音上行下行從這個意義上看，ADLS采用了頻分復

19、用技術(shù)ADSL的編碼技術(shù)目前被廣泛采用的ADSL調(diào)制技術(shù)有3種：無載波幅度-相位調(diào)制(Carrierless Amplitude-Phase modulation, CAP)離散多音復用 (Discrete MultiTone, DMT)離散小波多音復用 (Discrete Wavelet MultiTone, DWMT)其中DMT技術(shù)已被正式采納為國際標準。目前還有一種稱為G.lite的標準，下行/上行速率分別為1.5Mbit/s和512kbit/s，用戶端設備非常簡單，適用于家庭用戶。離散多音復用（DMT）把20kHz 1.1MHz的頻帶劃分為256個帶寬為4kHz的信道；把要發(fā)送的數(shù)據(jù)位

20、流分配到256個信道中；每一個信道用不同頻率的載波來調(diào)制分配給該信道的數(shù)據(jù)位流；每一信道仍采用傳統(tǒng)的調(diào)制方式，如正交幅度調(diào)制QAM；離散多音復用（DMT）可以看出：DMT是采用256不同頻率的載波對數(shù)據(jù)信號進行調(diào)制的技術(shù)。理論上，采用DMT的ADSL數(shù)據(jù)速率可達到普通調(diào)制解調(diào)器的256倍，約為256*380009.5Mbit/s。f4kHz20kHz1.1MHz共256個f每信道的數(shù)據(jù)位數(shù)分配給每信道的數(shù)據(jù)位數(shù)根據(jù)信道容量的不同而不同信道容量隨頻率的不同而不同DMT的信道劃分與位流分配ADSL的網(wǎng)絡設備兩部分組成：用戶端設備和中心節(jié)點設備用戶端設備包括：ADSL Modem, 也稱為ATU (

21、ADSL Transmission Unit)數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)POTS分離器分離語音信號和調(diào)制信號中心節(jié)點設備包括：數(shù)字用戶線接入復用器DSLAM (DSL Access Multiplexer)ADSL接入和復用POTS分離器PSTN因特網(wǎng)POTS分離器銅質(zhì)雙絞線對ADSL Modem程控交換機DSLAMPOTS分離器電話機計算機用戶端中心端本地環(huán)路ADSL Modem電話機計算機當POTS分離器和ADSL Modem做到一起時的連接方法銅質(zhì)雙絞線對ADSL的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)5.7 HFCHFC混合光纖同軸電纜（Hybrid Fiber Coax） 前端或局端信號經(jīng)由光纖網(wǎng)絡傳輸至光節(jié)點，光電轉(zhuǎn)換

22、將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)由總線結(jié)構(gòu)的同軸電纜分配網(wǎng)絡至各個用戶端的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即HFC。其結(jié)構(gòu)如圖所示前端中心局HDT光纖光纖結(jié)點同軸分配網(wǎng)電話CATV數(shù)據(jù)M-ISU同軸電纜光纖5.7 HFCHFC接入技術(shù)的主要優(yōu)勢： 頻帶寬、容量大； 能同時進行模擬和數(shù)字信號的傳輸，支持交互式和廣播式業(yè)務； 能實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻等多種業(yè)務的集成； 不需要再進行額外的網(wǎng)絡鋪設，用戶端和前端設備的價格也相對低廉，是目前較為經(jīng)濟的寬帶接入方案。5.7 光纖同軸混合網(wǎng)HFC (Hybrid Fiber Coax)HFC 網(wǎng)是在目前覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng) CATV 的基礎上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)。HFC 網(wǎng)除可傳

23、送 CATV 外，還提供電話、數(shù)據(jù)和其他寬帶交互型業(yè)務?，F(xiàn)有的 CATV 網(wǎng)是樹形拓撲結(jié)構(gòu)的同軸電纜網(wǎng)絡，它采用模擬技術(shù)的頻分復用對電視節(jié)目進行單向傳輸。而 HFC 網(wǎng)則需要對 CATV 網(wǎng)進行改造， HFC 的主要特點 (1) HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖HFC 網(wǎng)將原 CATV 網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖，并使用模擬光纖技術(shù)。在模擬光纖中采用光的振幅調(diào)制 AM，這比使用數(shù)字光纖更為經(jīng)濟。模擬光纖從頭端連接到光纖結(jié)點(fiber node)，即光分配結(jié)點 ODN (Optical Distribution Node)。在光纖結(jié)點光信號被轉(zhuǎn)換為電信號。在光纖結(jié)點以下就是同軸電纜。 (2)

24、HFC 網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu) 同軸電纜頭端模擬光纖放大器引入線分路器光纖結(jié)點服務區(qū)服務區(qū)服務區(qū)(3) HFC 網(wǎng)具有比 CATV 網(wǎng)更寬的頻譜，且具有雙向傳輸功能 下行信道上行信道5 40 50 550 750 1000原有模擬電視數(shù)字信號頻率(MHz)保留(4) 每個家庭要安裝一個用戶接口盒 用戶接口盒 UIB (User Interface Box)要提供三種連接，即：使用同軸電纜連接到機頂盒(set-top box)，然后再連接到用戶的電視機。使用雙絞線連接到用戶的電話機。使用電纜調(diào)制解調(diào)器連接到用戶的計算機。電纜調(diào)制解調(diào)器(cable modem) 電纜調(diào)制解調(diào)器是為 HFC 網(wǎng)而使用的

25、調(diào)制解調(diào)器。電纜調(diào)制解調(diào)器最大的特點就是傳輸速率高。其下行速率一般在 310 Mb/s之間，最高可達 30 Mb/s，而上行速率一般為 0.22 Mb/s，最高可達 10 Mb/s。電纜調(diào)制解調(diào)器比在普通電話線上使用的調(diào)制解調(diào)器要復雜得多，并且不是成對使用，而是只安裝在用戶端。 HFC 網(wǎng)的最大優(yōu)點 具有很寬的頻帶，并且能夠利用已經(jīng)有相當大的覆蓋面的有線電視網(wǎng)。要將現(xiàn)有的 450 MHz 單向傳輸?shù)挠芯€電視網(wǎng)絡改造為 750 MHz 雙向傳輸?shù)?HFC 網(wǎng)（還要將所有的用戶服務區(qū)互連起來而不是一個個 HFC 網(wǎng)的孤島），也需要相當?shù)馁Y金和時間。在電信政策方面也有一些需要協(xié)調(diào)解決的問題。 FTT

26、x 技術(shù) FTTx（光纖到）也是一種實現(xiàn)寬帶居民接入網(wǎng)的方案。這里字母 x 可代表不同意思。光纖到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纖一直鋪設到用戶家庭可能是居民接入網(wǎng)最后的解決方法。光纖到大樓 FTTB (Fiber To The Building)：光纖進入大樓后就轉(zhuǎn)換為電信號，然后用電纜或雙絞線分配到各用戶。光纖到路邊 FTTC (Fiber To The Curb)：從路邊到各用戶可使用星形結(jié)構(gòu)雙絞線作為傳輸媒體。 FTTx 技術(shù)典型應用：FTTx LAN 接入網(wǎng)采用：光纖到小區(qū)、雙絞線到戶的傳輸介質(zhì)為 ：光纖和5類雙絞線 是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。

27、為用戶提供點到點的數(shù)字專用線路。 網(wǎng)絡對用戶透明，支持任何協(xié)議。 適合于頻繁的大數(shù)據(jù)量通信，可用于計算機之間的通信，或用于傳送數(shù)字化傳真，數(shù)字話音，數(shù)字圖像信號等。 實際上就是在干線上為用戶提供時分復用信道。 用戶接入速率一般為2Mbit/s，干線最高155Mbit/s。網(wǎng)絡延遲約為450微秒。數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DDN（Digital Data Network ） 5.8 DDN點對點專線和DDN的協(xié)議結(jié)構(gòu) 物理層使用RS-232、V.35等物理層協(xié)議； 數(shù)據(jù)鏈路層與ISDN類似，但沒有控制呼叫協(xié)議鏈路層：PPP、FR、LAPB(X.25)、HDLC等網(wǎng)絡層：IP、X.25等 RS-232/V.35/

28、網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層PPPFRLAPBIP/IPXX.25HDLCDDN的組成DDN節(jié)點DDN節(jié)點DDN節(jié)點DDN節(jié)點數(shù)字專線數(shù)字專線DTEDTENMCDSU/CSU: 數(shù)據(jù)服務單元?？梢允钦{(diào)制解調(diào)器或基帶傳輸設備，以及時分復用、語音/數(shù)字復用等設備。NMC: 網(wǎng)管中心?？梢苑奖愕剡M行網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和業(yè)務的配置，實時地監(jiān)視網(wǎng)絡運行情況，進行網(wǎng)絡信息、網(wǎng)絡節(jié)點告警、線路利用情況等收集、統(tǒng)計和報告。DDN節(jié)點: 數(shù)字交叉連接時分復用設備。DDN的物理接口接入DDN的設備，物理接口應符合ITU-T的相關(guān)建議： 2Mbit/s數(shù)字復用電路接口：應符合ITU-T G.703、G.704、G.732、G.82

29、3、G.826、G.921等建議； N64kbit/s數(shù)字復用電路：應符合ITU-T G.735、G.736建議； DDN的物理接口接入DDN的設備，物理接口應符合ITU-T的相關(guān)建議：TDM接口：應符合ITU-T G.703、V.35、V.24/V.28、X.21建議復用標準符合X.50、X.58。 64kbit/s數(shù)字復用電路：應符合ITU-T G.735、G.737建議； 幀中繼接口：應符合ITU-T I.122、Q.932建議。 傳輸速率高：2Mbit/s 或 N64kbit/s（N30或31） 傳輸質(zhì)量高：無連接延遲，網(wǎng)絡時延小。 協(xié)議簡單：不受任何協(xié)議的約束，是全透明網(wǎng)。 多種業(yè)務

30、：可以支持數(shù)據(jù)、語音、圖像的傳輸。 幀中繼：提供幀中繼服務。 靈活的連接方式：可支持PC-LAN、LAN-LAN連接，為用戶提供靈活的組網(wǎng)環(huán)境。 可靠性高：采用路由迂回和備用方式，安全可靠。DDN的特點64k-2MDDN64k-2MLAN1路由器LAN2路由器用DDN進行LAN互聯(lián) 在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)分組交換 幀中繼使用永久虛電路（PVC）來建立通信連接，并通過虛電路實現(xiàn)多路復用 用鏈路層的幀來封裝各種不同的高層協(xié)議，如IP、IPX、AppleTalk等 適用于在WAN上實現(xiàn)LAN的互聯(lián) 傳輸速率一般為56kbit/s45Mbit/s幀中繼（Frame Relay，F(xiàn)R）5.9 幀中繼(FR)幀

31、中繼概述使用虛電路建立連接的分組交換技術(shù)依賴端到端協(xié)議完成大部分糾錯沒有自己的網(wǎng)絡層Frame Relayworks hereFrameRelay switchesCSU/DSUTokenRingFR的協(xié)議層次與OSI/RM的對應關(guān)系FR是CCITT和ANSI標準，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，屬于鏈路層協(xié)議。它對應于OSI層次模型的最下二層。 LAPF(核心)網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層高層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層X.25OSIFRLAPF(Q.922)V.35/I.430/I.431Q.931Q.933控制用戶FR工作原理 本質(zhì)上仍是分組交換技術(shù)，但舍去了X.25的分組層，僅保留物

32、理層和數(shù)據(jù)鏈路層，以幀為單位在鏈路層上進行發(fā)送、接收、處理。 在鏈路層上完成統(tǒng)計復用，實現(xiàn)幀定界、尋址、差錯檢測；但省略了幀編號、重傳、流控、窗口、應答、監(jiān)視等功能。 幀出錯或發(fā)生阻塞時，僅僅簡單地丟棄；重傳、糾錯和流控在端設備中由上層協(xié)議(如TCP)完成。（這是因為FR是基于光纖線路的，而光纖線路誤碼率很低，無需點到點糾錯） FR用數(shù)據(jù)鏈路連接標識符DLCI來標識虛電路(最多1024個)，不同的DLCI在鏈路層上實現(xiàn)了復用。FR設備幀中繼網(wǎng)接入設備FRAD： 屬于用戶設備。 如支持幀中繼的主機、橋接器、路由器等。幀中繼網(wǎng)交換設備FRS： 屬于網(wǎng)絡服務提供者設備。 如T1/E1一次群復用設備和

33、幀交換結(jié)點機。FR網(wǎng)絡的組成FRSFRSFRSFRS網(wǎng)橋CSU/DSURouterRouter廣域網(wǎng)PSTN, X.25, DDNRouter幀中繼在這里工作HostBridgeLANLANLAN幀中繼的術(shù)語DLCI：數(shù)據(jù)鏈路標識符LMI: 本地管理接口CIR: 承諾信息速率FECN: 前向擁塞通知BECN： 后向擁塞通知DE: 丟棄位DLCI:100DLCI:200DLCI:400LocalAccessLoop=T1DLCI:500PVCLocal AccessLoop=64 kbpsLocal AccessLoop=64 kbpsPVC用DLCI路由用戶數(shù)據(jù)幀192.168.0.110.0

34、.0.1LAN 10.0.0.0LAN 192.168.0.0R1R2ABCDLCI=222DLCI=333幀中繼交換機DA=10.0.0.1DLCI=111R1把10.0.0.1映射為DLCI=111A把DLCI=111 映射為DLCI=222B把DLCI=222 映射為DLCI=333FR中虛電路在FR中，多條虛電路可復用一條物理線路。R1R2ABC102101100103105104106107INDLCIOUTDLCI1110012103111011310411102141051112131422313221INDLCIOUTDLCI3110432107交換機A的路由表交換機C的路由表

35、INDLCIOUTDLCI2110322106交換機B的路由表R3R4FR的幀結(jié)構(gòu)標志DLCI、FECN、BECN、DE等數(shù)據(jù)FCS標志122 1可變標志：幀的開始和結(jié)束DLCI：數(shù)據(jù)鏈路連接標識符，標識一個虛電路FECN：前向顯式阻塞通知(Front Explicit Congestion Notification)BECN：后向顯式阻塞通知DE：允許丟棄指示FR用于承載用戶數(shù)據(jù)的協(xié)議是LAPF的核心功能。5.10 SONET（SDH） SONET/SDH：同步光纖網(wǎng)絡和同步數(shù)字層級 （SONET：Synchronous Optical Network） 同步光纖網(wǎng)絡（SONET）和同步數(shù)字

36、層級（SDH），是一組有關(guān)光纖信道上的同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴蕝f(xié)議，常用于物理層構(gòu)架和同步機制。SONET/SDH 可以應用于 ATM 或非 ATM 環(huán)境。SONET/SDH（POS）上的數(shù)據(jù)包利用點對點協(xié)議（PPP），將 IP 數(shù)據(jù)包映射到 SONET 幀負載中。在 ATM 環(huán)境下，SONET/SDH 線路連接方式可能為多模式、單模式或 UTP。5.11 ATM5.11.1 ATM的基本知識5.11.2 ATM分層結(jié)構(gòu)和基本功能5.11.3 LANE5.11.1 ATM的基本知識STM：同步傳輸模式 PTM：分組傳輸模式ATM：異步傳輸模式時隙1時隙2時隙3時隙n主機A主機B數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)信道1信道

37、3信道1信道6信道4三種傳輸模式ATM的工作過程預先建立虛連接不同的業(yè)務流量被切割成相同大小的信元，封裝成統(tǒng)一的格式在網(wǎng)絡中傳輸，并在傳輸終點重新聚合起來初始化連接時協(xié)商QoSVoiceVideoDataATM cells48-octet Payload信元結(jié)構(gòu)ATM的基本數(shù)據(jù)傳輸單元是信元。信元結(jié)構(gòu)如圖所示：信元頭(5字節(jié))信元體(48字節(jié))信元頭包括6個字段：GFC：一般流量控制VCI：虛通路標識符CLP：信元丟棄優(yōu)先符VPI：虛通道標識符PT：信元類型HEC：報頭差錯控制ATM體系結(jié)構(gòu)Physical layerTCPMDATM Layer(AAL) CS匯聚子層SAR拆拼子層FRVoi

38、ceDataVideoSignaling& ControlUNIDSL用戶層面控制層面管理層面Mgmt EntityMgmt EntityMgmt EntityAAL-xAAL-xAAL-xAAL-xAAL-xATM信元的處理TCPIPLLC/SNAPAAL 5ATMPHYConvergence SublayerSAR SublayerApp DataTCP HeaderApp DataTCP HeaderApp DataTCP HeaderIP HeaderIP HeaderApp DataTCP HeaderIP HeaderLLCLLCTCP PacketIP DatagramAAL5-

39、PDUAAL5 SAR-PDU - 48 BytesAAL5 SAR-PDU - 48 BytesATM Hdr5 BytesTransmission Convergence (STS3c, STM-1, DS3, 4B/5B, .)Physical Media (MMF, SMF, STP, UTP, Coax, )48 Bytes53 Bytes ATM CellATM的信頭格式（UNI）VPIVPIVCIVCIVCIPTCLPHEC8765432112345BitsBytesGFCVPIVCIPTCLPHEC32 Bits8 Bits CRC816318GFC4UNI ATM的信頭格式（

40、NNI）VPIVCIPTCLPHEC32 Bits8 Bits CRC1216318VPIVPIVCIVCIVCIPTCLPHEC8765432112345BitsBytes更大的VP區(qū)域用于骨干交換ATM的網(wǎng)絡接口UNIUNIIntra-NNIPublic ATM NetworkPrivate ATM NetworkPrivate-NNIPrivate-UNIUNI：用戶-網(wǎng)絡接口UNI（user-network interface）NNI：網(wǎng)絡-網(wǎng)絡接口NNI（network-network interface）VC和VP虛擬信道（VC） ：源節(jié)點到目的節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸通道虛擬路徑（VP）

41、：具有相同源節(jié)點和目的節(jié)點的VC的組合ATM Physical LinkVirtual Channel Connection (VCC)Virtual Channels (VCs)Virtual Channels (VCs)e.g., OC-3, E3,OC-12Virtual Path (VP)Virtual Path (VP)5.11.2 ATM分層結(jié)構(gòu)和基本功能高層ATM適配層（AAL） CS: 匯聚子層 SAR：拆拼子層ATM層物理層Higher LayersHigher LayersATM LayerPhysical LayerATM Adaption LayerATM的特點采用虛電

42、路的面向連接的傳輸定長的53字節(jié)信元簡化了交換設計音頻和視頻流不會因大的數(shù)據(jù)組而延遲ATM節(jié)點只在有數(shù)據(jù)的時候才會占用帶寬第一個能跨越局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)環(huán)境的技術(shù)ATM交換機僅基于VP交換VCI 1VCI 2VCI 3VCI 4VCI 5VCI 6VCI 3VCI 4VCI 5VCI 6VCI 1VCI 2VPI 1VPI 2VPI 3VPI 4VPI 5VPI 6VP SwitchATM交換機（續(xù)）VP與VC交換VCI1VCI2VCI3VCI4VC SwitchVCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VP SwitchVPI1VPI3VPI2VPI 1VPI 4VPI 3VPI 5VPI 2VC

43、I 4VCI 3VCI 1VCI 2ATM交換機的轉(zhuǎn)換表 ATM交換機每端口上的VP/VC的值必須是唯一的4/552/393216/642/392/394/556/642/8912134/552/392/896/642131VPI/VCIPortVPI/VCIPortATM適配層（AAL)ATM Adaptation Layer (AAL)ATM LayerPhysical Layer 業(yè)務參數(shù)A類B類C類D類源和目的定時需要不需要比特率固定可變連接方式面向連接無連接AAL類型AAL 1AAL 2AAL 3AAL 4AAL 5用戶業(yè)務舉例電路仿真運動圖象視頻聲頻面向連接數(shù)據(jù)傳輸無連接數(shù)據(jù)傳輸服

44、務質(zhì)量QoS1QoS2QoS3QoS4ATM Adaptation Layer (AAL)ATM LayerPhysical Layer 業(yè)務參數(shù)A類B類C類D類源和目的定時需要不需要比特率固定可變連接方式面向連接無連接AAL類型AAL 1AAL 2AAL 3AAL 4AAL 5用戶業(yè)務舉例電路仿真運動圖象視頻聲頻面向連接數(shù)據(jù)傳輸無連接數(shù)據(jù)傳輸服務質(zhì)量QoS1QoS2QoS3QoS4ATM適配層（AAL)AAL5SARSublayerConvergence Sublayer PDUPayload FrameAAL5SAR PDUSAR PDUSAR PDUSAR PDUATM Cell0 x0ATM CellATM CellATM Cell0 x00 x00 x1AAL5的幀與信元格式AAL5 SAR PDU = 1 Cell PayloadAAL5 CPCS - PDU Fram