計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論課件 第十章 Internet接入技術(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

單元學(xué)習(xí)目的1、

通過學(xué)習(xí)，了解常見Internet接入技術(shù)2、

通過學(xué)習(xí)，掌握ADSL接入技術(shù)工作原理3、

通過學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行ADSL接入技術(shù)實(shí)踐4、

通過學(xué)習(xí)，掌握光纖接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)、工作方式5、

通過學(xué)習(xí)，掌握CableModem接入技術(shù)工作原理6、

通過學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行CableModem接入技術(shù)實(shí)踐7、

通過學(xué)習(xí)，掌握基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)工作原理8、通過學(xué)習(xí)，了解常見無線接入技術(shù)

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Internet接入技術(shù)

單元主要內(nèi)容基于電話銅線的Internet接入技術(shù)光纖接入技術(shù)CableModem接入技術(shù)基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)無線接入技術(shù)經(jīng)由移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的Internet接入技術(shù)衛(wèi)星接入技術(shù)

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學(xué)前基礎(chǔ)要求在開始學(xué)習(xí)這個(gè)單元內(nèi)容之前，學(xué)生必須完成下列模塊的學(xué)習(xí)。具備下列知識(shí)（能力）基礎(chǔ)。1、

已經(jīng)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)。2、

已經(jīng)掌握數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)3、

已經(jīng)掌握有線局域網(wǎng)IEEE802.3的相關(guān)知識(shí)4、

已經(jīng)掌握無線局域網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)5、

已經(jīng)掌握廣域網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)6、已經(jīng)具有計(jì)算機(jī)有線網(wǎng)絡(luò)和無線初步的組網(wǎng)實(shí)踐經(jīng)歷

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.1普通Modem接入Modem是Modulator和Demodulator的縮寫，即調(diào)制解調(diào)器，也就是我們俗稱的“貓”。普通Modem接入技術(shù)屬于窄帶接入技術(shù)，用戶通過一臺(tái)頻率Modem通過電話線與ISP端服務(wù)器連接，從面實(shí)現(xiàn)Internet接入的目的。Modem的速率也從14.4Kbps提高到56Kbps，但這種Internet接入方式主要存在兩個(gè)缺陷：一、由于這接入方式要占用電話線的語音通道，因而無法實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)的同時(shí)傳輸，即在上網(wǎng)時(shí)無法接聽電話。二、這種接入方式的最高傳輸速率僅為56Kbps，而這樣的速率目前已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)Internet的應(yīng)用需求，所以這種Internet接入方式正在漸漸淡出Internet接入市場(chǎng)。

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.2N-ISDN（窄帶ISDN）接入

ISDN的英文全稱是IntegratedServicesDigitalNetwork，即：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）中國電信通常稱ISDN為一線通，它是以電話綜合數(shù)字網(wǎng)為基礎(chǔ)發(fā)展成的通信網(wǎng)，能提供端到端的數(shù)字連接，用來承載包括話音和非話音在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù)，用戶能夠通過有限的一組標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶、網(wǎng)絡(luò)接口接入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，享用各種類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

xDSL是DSL(DigitalSubscriberLine)的統(tǒng)稱，意即數(shù)字用戶線路，是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)。xDSL實(shí)質(zhì)是一系列的超級(jí)Modem，他們的傳輸速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的模擬Modem，甚至能夠提供比普通模擬Modem快300倍的兆級(jí)傳輸速率。由于DSL使用普通的電話線（不象其他的高速傳輸技術(shù)，如CableModem），所以DSL技術(shù)被認(rèn)為是解決“最后一英里”問題的最佳選擇之一。其最大的優(yōu)勢(shì)在于利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為用戶提供更高的傳輸速度。第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，對(duì)稱數(shù)字用戶線）接入技術(shù)1、ADSL技術(shù)概述ADSL是一種非對(duì)稱的數(shù)字用戶環(huán)路，即用戶線的上行速率和下行速率不同，根據(jù)用戶使用各種多媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，上行速率較低，下行速率則比較高，特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務(wù)。ADSL可直接利用用戶現(xiàn)有的電話線路，在線路兩側(cè)各安裝一臺(tái)ADSL調(diào)制解調(diào)器即可。

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，對(duì)稱數(shù)字用戶線）接入技術(shù)第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，對(duì)稱數(shù)字用戶線）接入技術(shù)第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，對(duì)稱數(shù)字用戶線）接入技術(shù)ADSL提供三條獨(dú)立的信息通道：一、傳輸速率為1.544～8.192Mbit／s下行單向數(shù)據(jù)傳輸通道，這個(gè)傳輸通道因不同距離的最高傳輸速率不同。距離長度在2公里以內(nèi)傳輸速率為7、8Mbps，3公里時(shí)約為5Mbps，5公里左右為2Mbps，而距離到8公里時(shí)信號(hào)已不可測(cè)得。二、傳輸速率為16～640Kbps左右的上行雙向較低速率的數(shù)據(jù)通道。三、模擬電話語音通道。第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

-ADSL的接入模型及安裝圖示第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

-ADSL的接入模型及安裝圖示第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入

-ADSL的接入模型及安裝圖示第十章

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10.1基于電話銅線的Internet接入技術(shù)10.1.3xDSL接入一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

各類xDSL技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)xDSL全稱線對(duì)數(shù)上行速率(bps)下行速率(bps)最大的傳輸距離對(duì)稱模式HDSLhigh-speeddsl2～31.544M1.544M3.7kmSDSLsymmetricDSL11M1M3.3kmIDSLisdnDSL1128k128k5.5kmSHDSLHighbit－rateDSL1192～2312k192～2312k4～7km非對(duì)稱模式ADSLasymmetricDSLdmt164k～640k1.5M～6M5.5kmRADSLrate-adaptiveDSL1128k～1M640k～12M>5.5mVDSLveryhigh-speedDSL12.3M5.1M～51M0.3～1.5km第十章

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10.2光纖接入技術(shù)光纖由于其大容量、保密性好、不怕干擾和雷擊、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)，正在得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。主干網(wǎng)線路迅速光纖化，光纖在接入網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用也是一種必然趨勢(shì)。光纖接入技術(shù)實(shí)際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖傳輸介質(zhì)，構(gòu)成光纖用戶環(huán)路（FITL），或稱光纖接入網(wǎng)（OAN），實(shí)現(xiàn)用戶高性能寬帶接入的一種方案。根據(jù)ONU所設(shè)置的位置，光纖接入網(wǎng)分為光纖到戶（FTTH）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到樓層（FTTF）、光纖到小區(qū)（FTTZ）等幾種類型，其中FTTH將是未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的最終形式。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.2光纖接入技術(shù)10.2.1光纖接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.2光纖接入技術(shù)10.2.4應(yīng)用類型：光纖到路邊（FTTC）

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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10.2光纖接入技術(shù)10.2.4應(yīng)用類型：光纖到家（FTTH）

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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10.3CableModem接入技術(shù)為了解決終端用戶通過普通電話線入網(wǎng)速率較低的問題，人們一方面通過xDSL技術(shù)提高電話線路的傳輸速率，另一方面嘗試?yán)媚壳案采w范圍廣、最具潛力、具有很大帶寬的CATV網(wǎng)絡(luò)。HFC（HybridFiberCoaxial）網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng)，它是一種新型的寬帶網(wǎng)絡(luò)，采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進(jìn)入用戶的“最后1英里”采用同軸電纜。最常見的也就是有線電視網(wǎng)絡(luò)，它比較合理有效地利用了當(dāng)前的先進(jìn)成熟技術(shù)，融數(shù)字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時(shí)提供較高質(zhì)量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價(jià)格比的電話服務(wù)、高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和多種信息增值服務(wù)，還可以逐步開展交互式數(shù)字視頻應(yīng)用。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.3CableModem接入技術(shù)HFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.3CableModem接入技術(shù)HFC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用圖一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.3CableModem接入技術(shù)HFC在智能小區(qū)的應(yīng)用一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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10.3CableModem接入技術(shù)HFC中的CableModem

由于HFC網(wǎng)絡(luò)大部分采用傳統(tǒng)的高速局域網(wǎng)技術(shù)，但是最重要的組成部分也就是同軸電纜到用戶電腦這一段使用了另外的一種獨(dú)立技術(shù)，這就是CableModem（CM），即電纜調(diào)制解調(diào)器又名線纜調(diào)制解調(diào)器，是一種將數(shù)據(jù)終端設(shè)備（計(jì)算機(jī)）連接到有線電視網(wǎng)（CableTV），以使用戶能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，訪問Internet等信息資源的設(shè)備。它是近幾年隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的擴(kuò)大而發(fā)展起來的，主要用于有線電視網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。用戶可以通過CM連接有線電視寬帶網(wǎng)（即HFC網(wǎng)絡(luò)）接入有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)，有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)再和internet高速相連，用戶即可在家中高速連入internet網(wǎng)。盡管它依靠現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，但是它必須對(duì)現(xiàn)有的有線電纜進(jìn)行雙向改造后才能實(shí)現(xiàn)對(duì)Internet的上傳。利用Cablemodem接入Internet可以實(shí)現(xiàn)10Mb/s～40Mb/s的帶寬，下載速度可以輕松超過100kb/s，有時(shí)甚至可以高達(dá)300kb/s，用它可以非常舒心地享受寬帶多媒體業(yè)務(wù)，而且Cablemodem可以綁定獨(dú)立的IP。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.3CableModem接入技術(shù)HFC中的CableModem

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.3CableModem接入技術(shù)CABLEMODEM內(nèi)部原理圖

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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10.4基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)著Internet的迅猛發(fā)展，IP已經(jīng)占據(jù)了各種終端應(yīng)用的主導(dǎo)地位，沒有任何人再會(huì)懷疑今后網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流是IP，如何更高效、高速、廉價(jià)地傳送IP數(shù)據(jù)是今后電信網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)。到目前，各種接入網(wǎng)技術(shù)如xDSL、CableModem之所以能夠發(fā)展起來，關(guān)鍵是適應(yīng)了當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，但是這些技術(shù)都存在著一個(gè)相同的問題：成本較高、不夠廉價(jià)。提到廉價(jià)，人們會(huì)很自然地想到以太網(wǎng)技術(shù)，目的是把局域網(wǎng)的技術(shù)能否應(yīng)用到接入網(wǎng)這樣一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)不屬于接入網(wǎng)范疇，而屬于用戶駐地網(wǎng)（CPN）領(lǐng)域。然而其應(yīng)用領(lǐng)域卻正在向包括接入網(wǎng)在內(nèi)的其它公用網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。歷史上，對(duì)于企事業(yè)用戶，以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法，利用以太網(wǎng)作為接入手段的主要原因是：（1）以太網(wǎng)已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)；（2）目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用都與以太網(wǎng)兼容；（3）性能價(jià)格比好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、容易安裝開通以及可靠性高；（4）以太網(wǎng)接入方式與IP網(wǎng)很適應(yīng)

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

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Internet接入技術(shù)

10.4基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)接入網(wǎng)需要解決的問題由于接入網(wǎng)是一個(gè)公用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因此其要求與局域網(wǎng)這樣一個(gè)私有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求會(huì)有很大不同，主要反映在用戶管理、安全管理、業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理上。所謂用戶管理指的是用戶需要到接入網(wǎng)運(yùn)營商那里進(jìn)行開戶登記，并且在用戶進(jìn)行通信時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證、授權(quán)。

所謂安全管理指的是接入網(wǎng)需要保障用戶數(shù)據(jù)（單播地址的幀）的安全性，隔離攜帶有用戶個(gè)人信息的廣播消息（如ARP（地址解析協(xié)議）、DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）消息等），防止關(guān)鍵設(shè)備受到攻擊。所謂業(yè)務(wù)管理指的是接入網(wǎng)需要支持組播業(yè)務(wù)，需要為保證QoS提供一定手段。由于組播業(yè)務(wù)是未來Internet上的重要業(yè)務(wù)，因此接入網(wǎng)應(yīng)能夠以組播方式支持這項(xiàng)業(yè)務(wù)，而不是以點(diǎn)到點(diǎn)方式來傳送組播業(yè)務(wù)。一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

10.4基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到公用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，主要的解決方案有以下兩種：VLAN方式和VLAN+PPPoE方式。

VLAN方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，局域網(wǎng)交換機(jī)(LANSWITCH)的每一個(gè)端口配置成獨(dú)立的VLAN，享有獨(dú)立的VID（VLANID）。將每個(gè)用戶端口配置成獨(dú)立的VLAN，利用支持VLAN的LANSWITCH進(jìn)行信息的隔離，用戶的IP地址被綁定在端口的VLAN號(hào)上，以保證正確路由選擇。VLAN+PPPoE方案可以解決用戶數(shù)據(jù)的安全性問題，同時(shí)由于PPP協(xié)議提供用戶認(rèn)證、授權(quán)以及分配用戶IP地址的功能，所以不會(huì)造成上述VLAN方案所出現(xiàn)的問題。但是面向未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PPP不能支持組播業(yè)務(wù)，因?yàn)樗且粋€(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的技術(shù)，所以還不是一個(gè)很好的解決方案。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

10.4基于寬帶IP的以太網(wǎng)Internet接入技術(shù)

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

10.6經(jīng)由移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的Internet接入技術(shù)10.6.1GSM接入技術(shù)GSM系統(tǒng)的基本特點(diǎn)1、可以與各種公用通信網(wǎng)互連互通，尤其與ISDN的兼容性，可提供更多的業(yè)務(wù)，各種接口規(guī)范明確，網(wǎng)絡(luò)適合未來數(shù)字化發(fā)展的要求。

2、GSM組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活方便，能更有效地使用無線頻率，抗干擾性強(qiáng)，通信質(zhì)量高，能提供相當(dāng)好的話音質(zhì)量。3、采用了鑒權(quán)、語音加密等技術(shù)使用戶信息安全性得到保證。4、在采用GSM系統(tǒng)的所有國家范圍內(nèi)，可提供穿越國界的自動(dòng)漫游功能。5、用戶終端更小、更輕便、功能更強(qiáng)。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

10.6經(jīng)由移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的Internet接入技術(shù)10.6.2CDMA接入技術(shù)

一、CDMA簡介

CDMA即Code-DivisionMultipleaccess的縮寫，譯為“碼分多址分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)”，被稱為第2.5G移動(dòng)通信技術(shù)。更為重要的是，基于寬帶技術(shù)的CDMA使得移動(dòng)通信中視頻應(yīng)用成為可能。ＣＤＭＡ數(shù)字網(wǎng)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：高效的頻帶利用率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量、簡化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)化、通話質(zhì)量高、保密性及信號(hào)覆蓋好，不易掉話等。另外，ＣＤＭＡ系統(tǒng)采用編碼技術(shù)，其編碼有４．４億種數(shù)字排列，每部手機(jī)的編碼還隨時(shí)變化，這使得盜碼只能成為理論上的可能。

一、

各類xdsl技術(shù)相應(yīng)的連接速率以及相關(guān)的參數(shù)

第十章

Internet接入技術(shù)

10.6經(jīng)由移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的Internet接入技術(shù)10.6.3GPRS接入技術(shù)

一、什么是GPRS？GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)（GeneralPacketRadioService，多時(shí)隙通用分組無線業(yè)務(wù)）的英文簡稱，是一種很容易與IP接口的分組交換業(yè)務(wù)，其速率可從9