寬帶終端維護人員技能培訓(xùn)

寬帶裝維人員技能培訓(xùn)

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提綱一、長春市寬帶接入設(shè)備在IP承載網(wǎng)的拓?fù)湮恢枚?、TCP/IP協(xié)議概述三、以太網(wǎng)的原理及技術(shù)要點四、PON的原理及技術(shù)要點五、PON業(yè)務(wù)典型故障案例解析六、PON業(yè)務(wù)裝維操作要點七、雙絞線〔網(wǎng)線〕的原理及制作標(biāo)準(zhǔn)3課程內(nèi)容〔一〕寬帶接入業(yè)務(wù)在IP承載網(wǎng)的拓?fù)湮恢?

吉林省IP網(wǎng)拓?fù)?/p>

遼源AR白城AR四平AR松原AR通化AR延吉AR白山AR吉林AR省中心AR長春BR-1長春BR-2吉林BR-1吉林BR-2沈陽CR2.5G2×2.5G長春AR5

長春IP承載網(wǎng)青島路AR二樞紐AR（接入路由器）一匡街NE40E青年路NE40E浦東NE40E寬平NE40ETGTG南廣場AG春城大街AG工農(nóng)廣場AG農(nóng)安AG雙陽AG榆樹AG德惠AG九臺AG青島路BR二樞紐BR（匯聚路由器）6青島路NE40ELOOPBACK地址：PE-MCE地址：MCE-CE地址：青島路AR二樞紐AR一匡街NE40E青年路NE40E浦東NE40E寬平NE40E二樞紐NE40E一匡街NE40南廣場S3552F春城大街NE40工農(nóng)廣場NE40農(nóng)安S3552F雙陽NE40榆樹NE40德惠S6503九臺NE406000COST1000COST500COST1500COST2500浦東NE40202921222512327262428234567818191615910303112111413176305293/0/0-3/0/04/0/1-3/0/03/0/0-3/0/1910334/0/0-3/0/1343/0/1-3/0/214133/0/1-3/0/238374/0/1-3/0/018174/0/1-4/0/041424/0/0-3/0/121224/0/0-3/0/145464/0/2-3/0/049504/0/2-3/0/026253/0/0-3/0/06665736970747877818286173971859094174178186166981021101061181141701091178589931771051131691651011941981931973/0/0-3/0/14/0/2-1/7/83/0/0-4/0/11/7/8-3/0/33/0/0-4/0/03/0/0-3/0/13/0/0-4/0/14/0/1-3/0/03/0/7-0/0/13/0/0-4/0/01/7/1-7/0/00/0/1-3/0/63/0/0-4/0/13/0/3-3/0/03/0/0-3/0/74/0/0-3/0/04/0/1-3/0/04/0/1-3/0/04/0/3-3/0/04/0/4-1/17/0/0-1/7/1

長春IP承載網(wǎng)7NGN網(wǎng)絡(luò)故障簡單定位方法ping-vpn-instancecnc-jl-ngn–ping-vpn-instancecnc-jl-ngn–c100–注：在軟交換網(wǎng)內(nèi)有防火墻，會出現(xiàn)tracert軟交換地址不通的情況，但可以在青島路和二樞紐的MCE上PINGAG節(jié)點，確認(rèn)AG媒體流是否正常；在青年路和浦東的MCE上PINGAG節(jié)點，確認(rèn)AG信令流是否正常。NGN承載網(wǎng)幾乎所有局點都是雙鏈路，可以通過SHUTDOWN主用鏈路進行快速切換業(yè)務(wù)。全網(wǎng)只有一個vpn：cnc-jl-ngn8ADSL接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖ADSL終端ATM/IPDSLAM分路器別離器交換機電腦外線認(rèn)證效勞器接入寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入到語音網(wǎng)用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)9PON接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖10PON網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的比較城域網(wǎng)交換機組網(wǎng)方式EPON組網(wǎng)方式GEFEGEFE無源分光器EPON-OLTEPON-ONUROUTERL3SWITCHL2SWITCHBUILDINGHOMEBUILDINGHOME返回大綱11課程內(nèi)容〔二〕

TCP/IP協(xié)議概述12TCP/IP協(xié)議開展歷史和特點TCP/IP的產(chǎn)生背景TCP/IP始于1969年，也就是美國國防部(DoD)委任高級資源方案機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(ARPANET)的時間。TCP/IP是指一整套數(shù)據(jù)通信協(xié)議,其名字是由這些協(xié)議中的兩個協(xié)議組成的,即傳輸控制協(xié)議〔TCP〕和網(wǎng)間協(xié)議〔IP〕。雖然還有很多其他協(xié)議，但是TCP和IP顯然是兩個最重要的協(xié)議TCP/IP的特點：開放式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與物理網(wǎng)絡(luò)硬件無關(guān)通用的尋址方案各種標(biāo)準(zhǔn)化的高級協(xié)議13IP協(xié)議及IP地址IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。IP提供的不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報傳送效勞使得各種各樣的物理網(wǎng)絡(luò)只要能夠提供數(shù)據(jù)報傳輸就能夠互聯(lián)，這成為Internet在數(shù)年間就風(fēng)行全球的主要原因。不可靠〔unreliable〕：是它不能保證IP數(shù)據(jù)報能成功地到達(dá)目的地。IP僅提供盡最大努力投遞〔best-effortdelivery〕的傳輸效勞。如果發(fā)生某種錯誤時，如某個路由器暫時用完了緩沖區(qū)，IP有一個簡單的錯誤處理算法：丟棄該數(shù)據(jù)報，然后發(fā)送ICMP消息報給發(fā)送端。任何要求的可靠性必須由上層來提供〔如TCP〕。無連接〔connectionless〕：是IP并不維護任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)報的處理是相互獨立的。這也說明，IP數(shù)據(jù)報可以不按發(fā)送順序接收。如果發(fā)送端向相同的接收端發(fā)送兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)報〔先是A，然后是B〕，每個數(shù)據(jù)報都是獨立地進行路由選擇，可能選擇不同的路線，因此B可能在A到達(dá)之前先到達(dá)。IP提供了三個重要的定義：〔1〕IP定義了在整個TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸所用的根本單元，因此它規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)確實切格式；〔2〕IP軟件完成路由選擇的功能，選擇一個數(shù)據(jù)發(fā)送的路徑；〔3〕除了數(shù)據(jù)格式和路由選擇的精確而正式的定義外，IP還包括了一組嵌入了不可靠分組投遞思想的規(guī)那么，這些規(guī)那么指明了主機和路由器應(yīng)該如何處理分組、和實際如何發(fā)出錯誤信息以及在什么情況下可以放棄分組。14TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型TCP/IP協(xié)議棧具有簡單的分層設(shè)計，與OSI參考模型有清晰的對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層7654321物理層數(shù)據(jù)鏈路層OSI參考模型TCP/IP15TCP/IP協(xié)議體系TCP/IP參考模型網(wǎng)絡(luò)接口層：也稱為數(shù)據(jù)鏈路層，它是TCP/IP的最底層。互聯(lián)網(wǎng)層：也稱IP層，該層把分組封裝到IP數(shù)據(jù)報中，填入數(shù)據(jù)報的首部，使用路由算法來選擇數(shù)據(jù)報的傳輸途徑。然后把數(shù)據(jù)報交給下面的網(wǎng)絡(luò)接口層中的對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口模塊。傳輸層：其功能是使源端主機和目標(biāo)端主機上的對等實體可以進行會話。分為TCP和UDP協(xié)議。應(yīng)用層：將OSI參考模型中的會話層和表示層的功能合并到應(yīng)用層實現(xiàn)。應(yīng)用層面向不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用引入了不同的應(yīng)用層協(xié)議。圖2TCP/IP參考模型圖1OSI與TCP/IP參考模型對照圖16TCP/IP協(xié)議棧HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和線纜應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層提供給用程序網(wǎng)絡(luò)接口建立端到端連接尋址和路由選擇物理介質(zhì)訪問二進制數(shù)據(jù)流傳輸

物理層17TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)封裝TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69TCP/UDP6/17IPPACKETSFRAMESBITS18

應(yīng)用層協(xié)議文件傳輸FTP、TFTP郵件效勞SMTP、POP3網(wǎng)絡(luò)管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert網(wǎng)絡(luò)效勞HTTP、DNS、WINS19IP數(shù)據(jù)報的格式一個IP數(shù)據(jù)報由首部和數(shù)據(jù)兩局部組成。首部的前一局部是固定長度，共20字節(jié)，是所有IP數(shù)據(jù)報必須具有的。在首部的固定局部的后面是一些可選字段，其長度是可變的。20固定部分可變局部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級數(shù)據(jù)部分比特數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報首部IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部〕21可變局部首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級數(shù)據(jù)部分比特數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報固定部分 IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部〕22首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級數(shù)據(jù)部分比特數(shù)據(jù)部分首部傳送IP數(shù)據(jù)報固定部分可變部分IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-可變局部〕23首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部版本——占4bit，指IP協(xié)議的版本目前的IP協(xié)議版本號為4(即IPv4)IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-版本〕24首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部首部長度——占4bit，可表示的最大數(shù)值是15個單位(一個單位為4字節(jié))

因此IP的首部長度的最大值是60字節(jié)。IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-首部長度〕25首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度01234567DTRC未用優(yōu)先級數(shù)據(jù)部分比特固定部分可變局部服務(wù)類型——占8bit，用來獲得更好的服務(wù)。最后一個比特以前一直沒有被人們使用IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-效勞類型〕26首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部總長度——占16bit，指首部和數(shù)據(jù)之和的長度，單位為字節(jié)，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為65535字節(jié)。總長度必須不超過最大傳送單元MTU。

IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-總長度〕27首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部標(biāo)識(identification)占16bit，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標(biāo)識。IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-標(biāo)識〕28首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部標(biāo)識(identification)占3bit，它是一個計數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報的標(biāo)志。IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-標(biāo)志〕29首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部片偏移(12bit)指出：較長的分組在分片后某片在原分組中的相對位置。片偏移以8個字節(jié)為偏移單位。IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-片偏移〕30偏移=0/8=0偏移=0/8=0偏移=1400/8=175偏移=2800/8=350140028003799279913993799需分片的數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報片1首部數(shù)據(jù)局部共3800字節(jié)首部1首部2首部3字節(jié)0數(shù)據(jù)報片2數(shù)據(jù)報片314002800字節(jié)0IP數(shù)據(jù)報分片的舉例31首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部生存時間(8bit)記為TTL(TimeToLive)數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中的壽命，其單位為秒。IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-生存時間〕32首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部協(xié)議(8bit)字段指出此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議以便目的主機的IP層將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-協(xié)議〕33運輸層網(wǎng)絡(luò)層首部TCPUDPICMPIGMPOSPF數(shù)據(jù)部分IP數(shù)據(jù)報協(xié)議字段指出應(yīng)將數(shù)據(jù)部分交給哪一個進程IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-協(xié)議舉例〕34首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部首部檢驗和(16bit)字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部不包括數(shù)據(jù)部分。這里不采用CRC檢驗碼而采用簡單的計算方法。

IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-首部檢驗和〕35首部04816192431版本標(biāo)志生存時間協(xié)議標(biāo)識服務(wù)類型總長度片偏移填充首部檢驗和源地址目的地址可選字段〔長度可變〕比特首部長度數(shù)據(jù)部分固定部分可變局部源地址和目的地址都各占4字節(jié)IP數(shù)據(jù)報的格式〔首部-固定局部-源、目的地址〕36

運輸層協(xié)議概述

從通信和信息處理的角度看，運輸層向它上面的應(yīng)用層提供通信效勞，它屬于面向通信局部的最高層，同時也是用戶功能中的最低層。物理層網(wǎng)絡(luò)層運輸層應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層面向信息處理面向通信用戶功能網(wǎng)絡(luò)功能37

傳輸層為相互通信的應(yīng)用進程提供了邏輯通信54321運輸層提供給用進程間的邏輯通信主機A主機B應(yīng)用進程應(yīng)用進程路由器1路由器2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP層LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP協(xié)議的作用范圍運輸層協(xié)議TCP和UDP的作用范圍AP338TCP/IP體系中的運輸層協(xié)議TCPUDPIP應(yīng)用層與各種網(wǎng)絡(luò)接口運輸層39TCP與UDPUDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。對方的運輸層在收到UDP報文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式。TCP那么提供面向連接的效勞。TCP不提供播送或多播效勞。由于TCP要提供可靠的、面向連接的運輸效勞，因此不可防止地增加了許多的開銷。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機資源。40TCP首部20字節(jié)的固定首部目的端口數(shù)據(jù)偏移檢驗和選項〔長度可變〕源端口序號緊急指針窗口確認(rèn)號保留FIN32bitSYNRSTPSHACKURG比特08162431填充TCP數(shù)據(jù)局部TCP首部TCP報文段IP數(shù)據(jù)局部IP首部發(fā)送在前TCP報文結(jié)構(gòu)41

端口號傳輸層協(xié)議用端口號來標(biāo)識和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP數(shù)據(jù)包套接字8020/212325536916142TCP端口號端口號協(xié)議關(guān)鍵詞描述7TCP/UDPECHO回送20TCPFTP-DATA文件傳輸協(xié)議（數(shù)據(jù)）21TCPFTP文件傳輸協(xié)議22TCP/UDPSSH安全Shell遠(yuǎn)程登錄協(xié)議23TCPTELNET遠(yuǎn)程登錄25TCPSMTP簡單郵件傳輸協(xié)議42TCP/UDPNAMESERVER主機名字服務(wù)43TCP/UDPNICNAMEWhois53TCP/UDPDOMAIN域名服務(wù)69UDPTFTP簡單文件傳送協(xié)議79TCPFINGERFinger80TCPHTTP超文本傳輸協(xié)議101TCPHOSTNAMENIC主機名字服務(wù)110TCPPOP3郵局協(xié)議版本3123UDPNTP網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議139TCPNETBIOS-SSNNETBIOS會話協(xié)議161UDPSNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議443TCPHTTPS安全HTTP協(xié)議546TCPDHCP-CLIENT動態(tài)主機配置協(xié)議客戶547TCPDHCP-SERVER動態(tài)主機配置協(xié)議服務(wù)器端口號：標(biāo)識應(yīng)用進程，即TCP/UDP用主機IP地址和為應(yīng)用進程分配的端口號來標(biāo)識應(yīng)用進程。

43TCP協(xié)議的特點面向數(shù)據(jù)流虛電路連接有緩沖的傳輸無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流全雙工連接44TCP的運輸連接管理運輸連接的三個階段運輸連接就有三個階段，即：連接建立、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放。運輸連接的管理就是使運輸連接的建立和釋放都能正常地進行。連接建立過程中要解決以下三個問題：要使每一方能夠確知對方的存在。要允許雙方協(xié)商一些參數(shù)〔如最大報文段長度，最大窗口大小，效勞質(zhì)量等〕。能夠?qū)\輸實體資源〔如緩存大小，連接表中的工程等〕進行分配。45

用三次握手建立TCP連接SYN,SEQ=x主機BSYN,ACK,SEQ=y,ACK=x

1ACK,SEQ=x+1,ACK=y

1被動翻開主動翻開確認(rèn)確認(rèn)主機A連接請求46

建立TCP連接A的TCP向B發(fā)出連接請求報文段，其首部中的同步比特SYN應(yīng)置為1，并選擇序號x，說明傳送數(shù)據(jù)時的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的序號是x。B的TCP收到連接請求報文段后，如同意，那么發(fā)回確認(rèn)。B在確認(rèn)報文段中應(yīng)將SYN置為1，其確認(rèn)號應(yīng)為x1，同時也為自己選擇序號y。A收到此報文段后，向B給出確認(rèn)，其確認(rèn)號應(yīng)為y1。A的TCP通知上層應(yīng)用進程，連接已經(jīng)建立。當(dāng)運行效勞器進程的主機B的TCP收到主機A確實認(rèn)后，也通知其上層應(yīng)用進程，連接已經(jīng)建立。47TCP連接釋放的過程FIN,SEQ=xACK,SEQ=y,ACK=x

1ACK,SEQ=x+1,ACK=y

1應(yīng)用進程釋放連接A不再發(fā)送報文FIN,ACK,SEQ=y,ACK=x+1主機B主機A通知主機應(yīng)用進程①應(yīng)用進程釋放連接B不再發(fā)送報文②確認(rèn)確認(rèn)從A到B的連接就釋放了，連接處于半關(guān)閉狀態(tài)。相當(dāng)于A向B說：“我已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了。但你如果還發(fā)送數(shù)據(jù)，我仍接收。〞至此，整個連接已經(jīng)全部釋放。48

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP概述UDP只在IP的數(shù)據(jù)報效勞之上增加了很少一點的功能，即端口的功能和過失檢測的功能。雖然UDP用戶數(shù)據(jù)報只能提供不可靠的交付，但UDP在某些方面有其特殊的優(yōu)點。發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接UDP的主機不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。UDP用戶數(shù)據(jù)報只有8個字節(jié)的首部開銷。網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低。這對某些實時應(yīng)用是很重要的。49UDP用戶數(shù)據(jù)報的首部格式偽首部源端口目的端口長度檢驗和數(shù)據(jù)首部UDP長度源IP地址目的IP地址017IP數(shù)據(jù)報字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù)據(jù)首部UDP用戶數(shù)據(jù)報UDP是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的傳輸層協(xié)議，提供了不可靠的無連接傳輸效勞。UDP的封裝如以下圖50IP地址及其表示方法我們把整個因特網(wǎng)看成為一個單一的、抽象的網(wǎng)絡(luò)。IP地址就是給每個連接在因特網(wǎng)上的主機〔或路由器〕分配一個在全世界范圍是惟一的32bit的標(biāo)識符。IP地址現(xiàn)在由因特網(wǎng)名字與號碼指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)進行分配51IP地址的編址方法分類的IP地址。這是最根本的編址方法，在1981年就通過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。子網(wǎng)的劃分。這是對最根本的編址方法的改進，其標(biāo)準(zhǔn)[RFC950]在1985年通過。構(gòu)成超網(wǎng)。這是比較新的無分類編址方法。1993年提出后很快就得到推廣應(yīng)用。52

分類IP地址每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中一個字段是網(wǎng)絡(luò)號net-id，它標(biāo)志主機〔或路由器〕所連接到的網(wǎng)絡(luò)，而另一個字段那么是主機號host-id，它標(biāo)志該主機〔或路由器〕。兩級的IP地址可以記為：IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號>,<主機號>}(6-1)::=代表“定義為〞53net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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00154net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001A類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為1字節(jié)55net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001B類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為2字節(jié)56net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001C類地址的網(wǎng)絡(luò)號字段net-id為3字節(jié)57net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001A類地址的主機號字段host-id為3字節(jié)58net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001B類地址的主機號字段host-id為2字節(jié)59net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001C類地址的主機號字段host-id為1字節(jié)60net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001D類地址是多播地址

61net-id24bithost-id24bitnet-id16bitnet-id8bitIP地址中的網(wǎng)絡(luò)號字段和主機號字段0A類地址host-id16bitB類地址C類地址011host-id8bitD類地址1

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0多播地址E類地址保留為今后使用1

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001E類地址保存為今后使用62

路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的步驟先按所要找的IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號net-id把目的網(wǎng)絡(luò)找到。當(dāng)分組到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)后，再利用主機號host-id將數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。按照整數(shù)字節(jié)劃分net-id字段和host-id字段，就可以使路由器在收到一個分組時能夠更快地將地址中的網(wǎng)絡(luò)號提取出來。63

點分十進制記法10000000000010110000001100011111機器中存放的IP地址是32bit二進制代碼10000000000010110000001100011111每隔8bit插入一個空格能夠提高可讀性采用點分十進制記法那么進一步提高可讀性1128

11331將每8bit的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)64

常用的三種類別的IP地址IP地址的使用范圍

網(wǎng)絡(luò)最大第一個最后一個每個網(wǎng)絡(luò)類別網(wǎng)絡(luò)數(shù)可用的可用的中最大的網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號主機數(shù)

A126(27–2)112616,777,214B16,384(214)128.0191.25565,534C2,097,152(221)192.0.0223.255.25525465

劃分子網(wǎng)1.從兩級IP地址到三級IP地址在ARPANET的早期，IP地址的設(shè)計確實不夠合理。IP地址空間的利用率有時很低。給每一個物理網(wǎng)絡(luò)分配一個網(wǎng)絡(luò)號會使路由表變得太大因而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。兩級的IP地址不夠靈活。

66從1985年起在IP地址中又增加了一個“子網(wǎng)號字段〞，使兩級的IP地址變成為三級的IP地址。這種做法叫作劃分子網(wǎng)(subnetting)。劃分子網(wǎng)已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

三級的IP地址67劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。單位對外仍然表現(xiàn)為沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。從主機號借用假設(shè)干個比特作為子網(wǎng)號subnet-id，而主機號host-id也就相應(yīng)減少了假設(shè)干個比特。IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)號>,<子網(wǎng)號>,<主機號>}(6-2)劃分子網(wǎng)的根本思路68但凡從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡(luò)號net-id，先找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。然后此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號net-id和子網(wǎng)號subnet-id找到目的子網(wǎng)。最后就將IP數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機。劃分子網(wǎng)的根本思路〔續(xù)〕69………所有到網(wǎng)絡(luò)的分組均到達(dá)此路由器我的網(wǎng)絡(luò)地址是R1R3R2網(wǎng)絡(luò)

一個未劃分子網(wǎng)的B類網(wǎng)絡(luò)70

劃分為三個子網(wǎng)后對外仍是一個網(wǎng)絡(luò)………子網(wǎng)子網(wǎng)

子網(wǎng)所有到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的分組均到達(dá)此路由器網(wǎng)絡(luò)R1R3R271當(dāng)沒有劃分子網(wǎng)時，IP地址是兩級結(jié)構(gòu)，地址的網(wǎng)絡(luò)號字段也就是IP地址的“因特網(wǎng)局部〞，而主機號字段是IP地址的“本地局部〞。劃分子網(wǎng)后IP地址就變成了三級結(jié)構(gòu)。劃分子網(wǎng)只是將IP地址的本地局部進行再劃分，而不改變IP地址的因特網(wǎng)局部。

劃分子網(wǎng)后變成了三級結(jié)構(gòu)72從一個IP數(shù)據(jù)報的首部并無法判斷源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進行了子網(wǎng)的劃分。使用子網(wǎng)掩碼(subnetmask)可以找出IP地址中的子網(wǎng)局部。

子網(wǎng)掩碼73IP地址的各字段和子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡(luò)號net-idhost-id三級IP地址主機號subnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)局部本地局部因特網(wǎng)局部本地局部劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡(luò)地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全074(IP地址)AND(子網(wǎng)掩碼)=網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)號net-id主機號host-id兩級IP地址網(wǎng)絡(luò)號三級IP地址主機號net-idhost-idsubnet-id子網(wǎng)號子網(wǎng)掩碼因特網(wǎng)局部本地局部因特網(wǎng)局部本地局部劃分子網(wǎng)時的網(wǎng)絡(luò)地址1111111111111111

1111111100000000net-idsubnet-idhost-id為全0AND75net-idnet-idhost-id為全0net-id網(wǎng)絡(luò)地址A類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址B類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址C類地址默認(rèn)子網(wǎng)掩碼111111111111111111111111000000000000000000000000111111111111111100000000000000001111111100000000host-id為全0host-id為全0A類、B類和C類IP地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼76課程內(nèi)容〔三〕

以太網(wǎng)的原理及技術(shù)要點77

以太網(wǎng)綜述以太網(wǎng)〔Ethernet〕是Xerox、DigitalEquipment和Intel三家公司開發(fā)的局域網(wǎng)組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并于80年代初首次出版，稱為DIX1.0。1982年修改后的版本為DIX2.0。這三家公司將此標(biāo)準(zhǔn)提交給IEEE(電子電氣工程師協(xié)會)802委員會，經(jīng)過IEEE成員的修改并通過，變成了IEEE的正式標(biāo)準(zhǔn)，并編號為IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3雖然有很多規(guī)定不同，但術(shù)語Ethernet通常認(rèn)為與802.3是兼容的。IEEE將802.3標(biāo)準(zhǔn)提交國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)第一聯(lián)合技術(shù)委員會(JTC1),再次經(jīng)過修訂變成了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8802.3。78

以太網(wǎng)的類型通常我們所說的以太網(wǎng)主要是指以下三種不同的局域網(wǎng)技術(shù)：以太網(wǎng)/IEEE802.3—采用同軸電纜或雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率到達(dá)10Mbps；

100Mbps以太網(wǎng)—又稱為快速以太網(wǎng)，采用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率到達(dá)100Mbps；1000Mbps以太網(wǎng)—又稱為千兆以太網(wǎng)，采用光纜或雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)媒體，傳輸速率到達(dá)1000Mbps〔1Gbps〕。79CSMA/CD—帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多點訪問用于IEEE802.3以太網(wǎng)工作原理：發(fā)送前先監(jiān)聽信道是否空閑，假設(shè)空閑那么立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送時，邊發(fā)邊繼續(xù)監(jiān)聽。假設(shè)監(jiān)聽到?jīng)_突，那么立即停止發(fā)送。等待一段隨機時間〔稱為退避〕以后，再重新嘗試。歸結(jié)為四句話：發(fā)前先偵聽，空閑即發(fā)送，邊發(fā)邊檢測，沖突時退避。80CSMA/CD的流程圖媒體忙？發(fā)送幀碰撞？發(fā)送完？發(fā)送JamN≥16?YesNoNoYes發(fā)送成功Yes發(fā)送失敗No延遲隨機時間NoYes發(fā)送幀碰撞次數(shù)N++81

以太網(wǎng)的MAC層的硬件地址在局域網(wǎng)中，硬件地址又稱為物理地址，或MAC地址。802標(biāo)準(zhǔn)所說的“地址〞嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個站的“名字〞或標(biāo)識符。但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種48bit的“名字〞稱為“地址〞，所以本書也采用這種習(xí)慣用法，盡管這種說法并不太嚴(yán)格。82第1最高位最先發(fā)送最低位最高位最低位最后發(fā)送001101010111101100010010000000000000000000000001最低位最先發(fā)送最高位最低位最高位最后發(fā)送機構(gòu)惟一標(biāo)志符OUI擴展標(biāo)志符高位在前低位在前十六進制表示的EUI-48地址：AC-DE-48-00-00-80二進制表示的EUI-48地址：第1字節(jié)第6字節(jié)I/G比特I/G比特字節(jié)順序第2第3第4第5第6第1字節(jié)順序第2第3第4第5第6101011001101111001001000000000000000000010000000802.5802.6802.3802.483

傳統(tǒng)以太網(wǎng)的連接方法傳統(tǒng)以太網(wǎng)可使用的傳輸媒體有四種：銅纜〔粗纜或細(xì)纜〕銅線〔雙絞線〕光纜這樣，以太網(wǎng)就有四種不同的物理層。10BASE5粗纜10BASE2細(xì)纜10BASE-T雙絞線10BASE-F光纜以太網(wǎng)媒體接入控制MAC84虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種效勞，而并不是一種新型局域網(wǎng)。

虛擬局域網(wǎng)VLAN85A4以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3

的構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)VLAN〔例如〕86當(dāng)B2向VLAN2工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時，工作站B3將會收到播送的信息。B2發(fā)送數(shù)據(jù)時，工作站A3,A4和C2都不會收到B1發(fā)出的播送信息。虛擬局域網(wǎng)限制了接收播送信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會因傳播過多的播送信息(即“播送風(fēng)暴〞)而引起性能惡化。虛擬局域網(wǎng)VLAN〔例如〕返回提綱87課程內(nèi)容〔四〕PON的原理及技術(shù)要點88PON內(nèi)容提綱PON是什么？為什么需要PON技術(shù)？PON從哪里來？PON有什么特點？PON技術(shù)的工作原理？89PON是什么？PON全稱為PassiveOpticalNetwork，即無源光網(wǎng)絡(luò)。EPON為基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，它是眾多光接入技術(shù)中的一員，其特征表達(dá)為，一是采用以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，一是采用一對多的PON網(wǎng)絡(luò)拓樸90WhatisPON?PassiveOpticalNetworkOLTONUOpticalLineTerminalOpticalNetworkUnitPassiveOpticalSplitter

PSTNInternetCATVONUONUPON是以點到多點為特征的單纖雙向無源光網(wǎng)絡(luò)；PON包括三個組件：OpticalLineTerminal(OLT),OpticalNetworkUnit(ONU)和OpticalDistributionNetwork〔ODN〕；ODN中的無源光分路器可以是一個或多個光分路器的級聯(lián)。PassiveOpticalSplitter

91

為什么需要PON？簡單地說就是滿足接入網(wǎng)開展的需要：用盡可能低的本錢提供盡可能大的帶寬理想帶寬〔bps〕數(shù)字電視MPEG24MIPTVMPEG4 2.5M電子銀行 0.4M遠(yuǎn)程游戲 0.6MVoice 0.1M視頻點播VOD1.5-2M視頻 0.5M視頻會議 0.8M高清電視 20M〔經(jīng)過壓縮可到達(dá)6-8M〕。。。。。92

接入網(wǎng)的特征接入網(wǎng)是各種業(yè)務(wù)落地與開展的根底平臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜，覆蓋廣，投資額大，維護工作量大升級、技術(shù)替代不易多種接入手段并存，受業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀等因素影響，需要選擇最適宜的技術(shù)隨業(yè)務(wù)的開展，接入層往往成為帶寬和接入手段的瓶頸，需對其改造或優(yōu)化93接入網(wǎng)的開展特點從簡單語音需求逐漸向數(shù)據(jù)、多媒體、綜合業(yè)務(wù)需求開展綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用對帶寬的要求越來越高不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要相應(yīng)QOS技術(shù)保證綜合業(yè)務(wù)的需求導(dǎo)致接入手段不斷增加與時俱進接入層的演進和開展是社會進步的必然趨勢94

業(yè)務(wù)驅(qū)動使然

VOD點播IPTV/HDTV

網(wǎng)絡(luò)游戲

INTERNET

視頻通訊

即時通訊

遠(yuǎn)程教育

電子商務(wù)

電子政務(wù)

電子社區(qū)

視頻會議

視頻娛樂

數(shù)字家庭業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò)開展最大驅(qū)動95

接入技術(shù)分析(一)2.5Km3.5Km2KmVDSLADSL2/2+xDSL優(yōu)點：

有效利用銅纜資源，在銅纜已經(jīng)到位地區(qū)投資較少安裝、開通方便缺點：距離對帶寬存在一定影響出線率、串?dāng)_等還存在問題CO端大對數(shù)電纜的配線難度與機房面積占用高，下移帶來維護與供電難度96P2PEthernet光纖直驅(qū)優(yōu)點：技術(shù)成熟，帶寬大，無需終端缺點：大量占用干線光纖資源〔即使采用單纖雙向技術(shù)〕，局端設(shè)備出線以及配線難度高，規(guī)模應(yīng)用幾乎不可能。光器件不能共享，本錢高業(yè)務(wù)單一FTTB/N/F＋LAN優(yōu)點：技術(shù)成熟，帶寬大缺點：前期投入大，投資回收受用戶滲透率影響多級有源節(jié)點，維護、供電與故障定位困難業(yè)務(wù)單一

接入技術(shù)分析(二)97PON接入優(yōu)點：光纖為帶寬容量大，對業(yè)務(wù)透明的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，能適應(yīng)不斷增長的帶寬與新業(yè)務(wù)演進需求?！膊⑶沂蔷G色材料，取之不盡〕符合接入網(wǎng)拓?fù)涮卣鳎瑹o源ODN體積小、環(huán)境適應(yīng)性好，無電磁干擾和雷電干擾，降低了故障率。長距離，符合大局所的建設(shè)思路。防止有源節(jié)點級聯(lián)，網(wǎng)管一步到底，簡化了機房，降低了供電、維護費用。共享大帶寬介質(zhì)與CO端光器件，節(jié)省干線光纖，具備高密度的接入能力，具備了低本錢能力。CO端低功耗特征；光纜壽命達(dá)50年，優(yōu)于銅纜。具有完善的遠(yuǎn)端設(shè)備的狀態(tài)檢測、操作維護和故障管理的能力?？梢詫崿F(xiàn)真正意義的全業(yè)務(wù)接入與“三網(wǎng)合一〞。缺點：建網(wǎng)需要重新布線，但新建地區(qū)布線本錢低于銅纜〔見后文分析〕網(wǎng)絡(luò)拓樸以星樹形為主〔雖然有環(huán)形保護的變通方案，但本錢效率不是最優(yōu)，PON最適合的就是末端接入〕國內(nèi)應(yīng)用規(guī)模尚小，設(shè)備本錢降低尚未到位。

接入技術(shù)分析(三)98有線接入的開展趨勢－光接入銅纜DSL接入的局限性將隨著用戶數(shù)與帶寬的提升，尤其是視頻業(yè)務(wù)/HDTV的沖擊變得明顯。(目標(biāo)每戶70～100Mbps〕光纖在接入網(wǎng)中的作用越來越明顯，光進銅退、FTTC/B向FTTH/O演進是必然趨勢；光纖接入網(wǎng)絡(luò)將成為城域網(wǎng)/SS與家庭網(wǎng)關(guān)/IAD之間的主要載體。但考慮ADSL的技術(shù)和產(chǎn)品已比較成熟,傳統(tǒng)運營商擁有大量統(tǒng)攬資源等情況，銅攬接入還具有一定的現(xiàn)實意義和開展?jié)摿Γ饨尤牒豌~纜接入將在一定時期內(nèi)并存，應(yīng)根據(jù)具體需求具體分析，過渡時期內(nèi)選擇最適合的技術(shù)，爭取運營商利益最大化。99機房占用大大減少，配線問題大大簡化本錢問題-單模光纖到達(dá)$11/芯*km，已低于銅纜。&1:32復(fù)用；光器件本錢迅速降低：04年初均價為2年前的1/3，10月為年初的70%。新工藝的逐漸成熟,將帶來本錢進一步地降低： 平面光波導(dǎo)〔PLC〕分光器；1310nmVCSEL已經(jīng)商用，波長穩(wěn)定的1.55umVCSEL工藝逐步走向成熟；基于PLC的xPON組件集成了分波器、PD、LD，成為熱點，一旦成熟將帶來重大變革。末端施工工藝-微彎光纖的誕生-新型垂直布線光纜、自承式尾纖-手持快速融接工具等末端施工技術(shù)的成熟綜合以上因素，以及業(yè)務(wù)的開展與競爭的驅(qū)動，使FTTH規(guī)模應(yīng)用成為可能，但前期市場培育也需一定時間，多種接入方式并存將在一定時期內(nèi)存在。

光接入的可行性分析100國外光接入網(wǎng)開展情況日本光接入網(wǎng)開展迅速〔05年新增寬帶用戶100％使用光纖〕韓國大力開展光接入網(wǎng)40％收入來自在線游戲20％收入來自影視片、VOD10％收入來自漫畫、Flash動畫另外收入10％來自收費信息美國三家主營運營商大力推崇光接入網(wǎng)歐、俄羅斯、中東、東南亞IPTV業(yè)務(wù)、VoIP業(yè)務(wù)正迅速上升101PON從哪里來？上世紀(jì)90年代初提出PON概念1995年成立FSAN〔FullServiceAccessNetworks)組織1996年ITU-T公布G.982(PON標(biāo)準(zhǔn)建議〕1998年ITU-T公布G.983〔APON標(biāo)準(zhǔn)建議〕2000年12月成立IEEE802.3ah工作組，制定EPON標(biāo)準(zhǔn)建議2003年3月ITU-T公布G.984〔GPON標(biāo)準(zhǔn)建議〕上世紀(jì)90年代末APON開始商用2003年6月美國三大運營商開始APON招標(biāo)2003年8月日本NTT開始EPON招標(biāo)2005年中國電信開始測試并部署EPON試驗網(wǎng)102PON的技術(shù)特點相對本錢低，維護簡單，容易擴展，易于升級。PON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，根本不用維護，長期運營本錢和管理本錢的節(jié)省很大；無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底防止了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。PON系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易，投資回報率高；提供非常高的帶寬。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的開展可以升級到10Gb/s。GPON那么是高達(dá)2.5Gb/s的帶寬。效勞范圍大。PON作為一種點到多點網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來節(jié)省CO的資源，效勞大量用戶。用戶共享局端設(shè)備和光纖的方式更是節(jié)省了用戶投資。帶寬分配靈活，效勞有保證。G/EPON系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系?？梢詫崿F(xiàn)用戶級的SLA。103優(yōu)點：光纖為帶寬容量大，對業(yè)務(wù)透明的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，能適應(yīng)不斷增長的帶寬與新業(yè)務(wù)演進需求?！膊⑶沂蔷G色材料，取之不盡〕符合接入網(wǎng)拓?fù)涮卣鳎瑹o源ODN體積小、環(huán)境適應(yīng)性好，無電磁干擾和雷電干擾，降低了故障率。長距離，符合大局所的建設(shè)思路。防止有源節(jié)點級聯(lián)，網(wǎng)管一步到底，簡化了機房，降低了供電、維護費用。共享大帶寬介質(zhì)與CO端光器件，節(jié)省干線光纖，具備高密度的接入能力，具備了低本錢能力。CO端低功耗特征；光纜壽命達(dá)50年，優(yōu)于銅纜。具有完善的遠(yuǎn)端設(shè)備的狀態(tài)檢測、操作維護和故障管理的能力?？梢詫崿F(xiàn)真正意義的全業(yè)務(wù)接入與“三網(wǎng)合一〞。缺點：建網(wǎng)需要重新布線，但布線本錢低于銅纜〔見后文分析〕網(wǎng)絡(luò)拓樸以星樹形為主〔雖然有環(huán)形保護的變通方案，但本錢效率不是最優(yōu)，PON最適合的就是末端接入〕國內(nèi)應(yīng)用規(guī)模尚小，設(shè)備本錢降低尚未到位。PON技術(shù)主要優(yōu)點104幾種PON技術(shù)的比較Tech.APONEPONGPONWDM-PONBandwidth/Wavelength(Mbps/nm)US155/13101250/13101244/1310125~1250/-DS622/14901250/14902488/1490125~1250/-ProtocolLineNRZ8B/10BNRZAnyLinkATMEthernetATM/GEMAnyServiceSupportingDataAAL5TransparentTransferGFPTransparentTransferVoiceTDM/VoIP/AAL2VoIPTDM/VoIPTransparentTransferVideoAAL5--IPTVIPTVGEM--IPTVTransparentTransferTDMAAL1TDMOverIP(futurePWE3)GEMTransparentTransferBandwidthEfficiency稍高稍低高－Reach/Splitter20km/1610km/3220km/1610km/3220km/3210km/64Above20km/32StandardCommitteeITU-T(FSAN)IEEEITU-T(FSAN)-105PONTPONAPON/BPONGPONEPONWDMPON國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ah國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-TG.982國家標(biāo)準(zhǔn)YD/T1077-2000國家標(biāo)準(zhǔn)YD/T1475-2006

國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化情況YD/T1090-2000106當(dāng)前最有前途的兩種PONEPON特點：IEEE802.3ah，啟動較早，由制造商主導(dǎo)推進。由以太網(wǎng)技術(shù)開展而來，最適宜承載的是基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)，例如寬帶上網(wǎng)、VoIP、IPTV等。芯片解決方案較為成熟；簡單是其主要特征，完全可以滿足FTTH的應(yīng)用需求；DBA、加密算法、管理維護等進一步嚴(yán)格定義，光鏈路指標(biāo)的改進，對改善互通性與實用性較為關(guān)鍵?！策M展中〕GPON特點～4，MIB、保護等局部內(nèi)容需參考運營商主導(dǎo)制訂，全業(yè)務(wù)與完備性是其主要特征；雖然現(xiàn)有廠家較少，但開展較快；目前均為FPGA，預(yù)計年末出現(xiàn)ASIC；互通性的根底較好107EPON與GPON體系簡要比較EPON：適宜承載基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)，簡單、低本錢、中等性能，滿足公眾住宅客戶需求。GPON：完善支持多業(yè)務(wù)接入，復(fù)雜性稍高，完備性、性能與平安性較好，可滿足綜合業(yè)務(wù)接入需求。不同技術(shù)有各自的適用場合和應(yīng)用范圍，我們不需要也不可能期望通過一種技術(shù)解決所有問題，需要針對不同的客戶/業(yè)務(wù)類型進行選擇；例如：發(fā)揮EPON的優(yōu)勢，無需勉為其難。光接入設(shè)備的平臺化與綜合化是一種合理的選擇。108PON網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)109PON系統(tǒng)構(gòu)成OLT〔OpticalLineTerminal〕光線路終端通常放置在中心機房〔CO〕ONU〔OpticalNetworkUnit〕光網(wǎng)絡(luò)終端通常放置在用戶側(cè)POS〔PassiveOpticalSplitter〕無源光分路器是連接OLT和ONU的無源設(shè)備110PON系統(tǒng)構(gòu)成－OLT〔EPON〕在一個EPON系統(tǒng)中，OLT既是一個交換機或路由器，又是一個多業(yè)務(wù)提供平臺〔MSPP〕，它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。它是整個EPON系統(tǒng)的核心部件，主要完成的功能有：〔1〕向ONU以播送方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；〔2〕發(fā)起并控制測距過程，并記錄測距信息；〔3〕發(fā)起并控制ONU功率控制；〔4〕為ONU分配帶寬，即控制ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時間和發(fā)送窗口大?。弧?〕其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能。111PON系統(tǒng)構(gòu)成－ONU〔EPON〕EPON中的ONU采用了技術(shù)成熟而又經(jīng)濟的以太網(wǎng)協(xié)議，在ONU中可以實現(xiàn)本錢低廉的以太網(wǎng)第二層、第三層交換功能。它主要完成的功能有：(1)選擇接收OLT發(fā)送的播送數(shù)據(jù)；(2)響應(yīng)OLT發(fā)出的測距及功率控制命令，并作相應(yīng)的調(diào)整；(3)對用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送。(4)其它相關(guān)的以太網(wǎng)功能。112PON系統(tǒng)構(gòu)成－POSPOS〔PassiveOpticalSplitter〕稱為無源光纖分路器，是一個連接OLT和ONU的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。113EPON原理：單纖雙向傳輸機制EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。為了別離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用播送技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。1490nm1310nm114EPON原理：幀結(jié)構(gòu)基于802.3幀格式新增LLID：用于在OLT上標(biāo)識ONU115EPON原理：下行在ONU注冊成動后分配一個唯一的LLID；在每一個分組開始之前添加一個LLID，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最后兩個字節(jié)；OLT接收數(shù)據(jù)時比較LLID注冊列表，ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的LLID的幀或者播送幀。播送方式116EPON原理：上行OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊列表；每個ONU在由局方設(shè)備統(tǒng)一分配的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀；分配的時隙補償了各個ONU距離的差距，防止了各個ONU之間的碰撞。TDMA方式117時分多址復(fù)用〔TDMA〕

時分多址復(fù)用〔TDMA〕方式又可以采用固定時隙的時分多址復(fù)用、統(tǒng)計時分多址復(fù)用、隨機接入等方式。固定時隙時分多址復(fù)用方式缺乏之處有：當(dāng)其中有的時隙未用時，還是占用一樣的帶寬；對高突發(fā)率業(yè)務(wù)適應(yīng)力不強；ONU需要同步。隨機接入沒有確定的接入時間；由于采用CSMA/CD，故有傳輸距離的限制。而統(tǒng)計時分多址復(fù)用可以克服前兩者的缺乏，所以一般都選擇采用統(tǒng)計時分多址復(fù)用。上行信號傳輸在ONU被分配到的時隙里發(fā)送以太網(wǎng)幀，統(tǒng)計復(fù)用通過提供的數(shù)據(jù)量的大小來改變時隙大小的方法來實現(xiàn)。

TDMA的實現(xiàn)方法是重點，即如何使用TDMA的方法使上行信道的帶寬利用率、時延和時延抖動等指標(biāo)到達(dá)要求。其中，上行帶寬的分配方法、ONU發(fā)送窗口固定還是可變、最大的ONU發(fā)送窗口應(yīng)為多大、ONU發(fā)送窗口的間隔、以太網(wǎng)幀是否切割等問題都有待于研究和確定。

由于數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)流是自相似的，不存在最正確大小的固定時隙，故流量聚合也不能起多大作用。突發(fā)包大小分布為長相關(guān)性〔大的拖尾〕，即大多數(shù)突發(fā)包都比較小，但絕大多數(shù)都是有大量的突發(fā)包同時出現(xiàn)。上行信號應(yīng)該采用靈活的請求/許可方式。例如可以通過“邏輯端口〞，可以靈活地為一個ONU中的每個用戶、每個效勞提供許可信號，可以實現(xiàn)靈活操作，或采用“多請求方式〞縮短許可周期，并使TCP流量高。118EPON原理：系統(tǒng)工作過程ONU的操作ONU通過下行控制幀的時間戳同步于OLT；ONU等待發(fā)現(xiàn)幀〔gate〕ONU進行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測距，指定物理ID和帶寬。ONU等待授權(quán)，ONU只能在授權(quán)時間發(fā)送數(shù)據(jù)OLT的操作產(chǎn)生時間戳消息，用于系統(tǒng)參考時間通過MPCP幀指配帶寬進行測距操作控制ONU注冊119EPON原理：MPCP多點控制協(xié)議MPCP在OLT和ONU之間規(guī)定了一種控制機制——MPCP來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收：系統(tǒng)運行過程中上行方向在一個時刻只允許一個ONU發(fā)送位于OLT的高層負(fù)責(zé)處理發(fā)送的定時、不同ONU的擁塞報告，從而優(yōu)化PON系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配MPCP有兩種GATE操作模式：初始化模式和普通模式。初始化模式用來檢測新連接的ONU，測量環(huán)路延時和ONU的MAC地址普通模式給所有已經(jīng)初始化的ONU分配傳輸帶寬120EPON原理：MPCP幀格式GATE〔OLT發(fā)出〕允許接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時間段發(fā)送數(shù)據(jù)REPORT〔ONU發(fā)出〕向OLT報告ONU的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個時間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。REGISTER_REQ〔ONU