網(wǎng)絡工程第4章 廣域網(wǎng)-V3

4.1.廣域網(wǎng)概述1.概述廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork）通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶?，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里。同一部門不同地區(qū)或不同部門不同地區(qū)之間的計算機網(wǎng)絡互連，即構成廣域計算機網(wǎng)。例如，我國正在使用的中國科技網(wǎng)(CSTNET)、金橋網(wǎng)(ChinaGBNET)、教育科研網(wǎng)(CERNET)等都是典型的廣域網(wǎng)。4.1.廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)主要使用分組交換技術。廣域網(wǎng)的通信子網(wǎng)可以利用公用分組交換網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)和無線分組交換網(wǎng)。通常廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率比局域網(wǎng)低，而信號的傳播延遲卻比局域網(wǎng)要大得多。廣域網(wǎng)的典型速率是從56kbps到155Mbps，現(xiàn)在已有622Mbps、2.4Gbps甚至更高速率的廣域網(wǎng)；傳播延遲可從幾毫秒到幾百毫秒（衛(wèi)星信道時）。4.1.廣域網(wǎng)概述2．結(jié)構廣域網(wǎng)是由許多路由器/交換機組成的，路由器之間采用點到點線路連接，幾乎所有的點到點通信方式都可以用來建立廣域網(wǎng)，包括租用線路、光纖、微波、衛(wèi)星信道。而廣域網(wǎng)交換機實際上就是一臺計算機，有處理器和輸入/輸出設備進行數(shù)據(jù)包的收發(fā)處理。4.1.廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)WAN一般最多只包含OSI參考模型的底下三層，而且目前大部分廣域網(wǎng)都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進行數(shù)據(jù)交換，廣域網(wǎng)是基于報文交換或分組交換技術的（傳統(tǒng)的公用電話交換網(wǎng)除外）。廣域網(wǎng)中的交換機先將發(fā)送給它的數(shù)據(jù)包完整接收下來，然后經(jīng)過路徑選擇找出一條輸出線路，最后交換機將接收到的數(shù)據(jù)包發(fā)送到該線路上去，以此類推，直到將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的結(jié)點。4.1.廣域網(wǎng)概述3.廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)、局域網(wǎng)的區(qū)別（1）局域網(wǎng)局域網(wǎng)是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設備互連在一起的通信網(wǎng)絡。決定局域網(wǎng)特性的主要技術有三個：

1)、用于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)；2)、用以連接各種設備的拓撲結(jié)構；3)、用以共享資源的介質(zhì)訪問方法。4.1.廣域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的典型特性：高速據(jù)率（0.1M～100Mbps），短距離（0.1km～25km），低誤碼率（10－8～10－11）。其中常見的為：以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)，全雙工以太網(wǎng)，交換局域網(wǎng)。前兩種采用的是CSMA/CD介質(zhì)訪問方法，交換局域網(wǎng)采用的是交換技術4.1.廣域網(wǎng)概述（2）城域網(wǎng)城域網(wǎng)（MAN）在技術上與局域網(wǎng)（LAN）有許多相似之處，而與廣域網(wǎng)(WAN)區(qū)別較大。

MAN的傳輸媒介主要采用光纜，傳輸速率在l00兆比特/秒以上。所有聯(lián)網(wǎng)設備均通過專用連接裝置與媒介相聯(lián)連，只是媒質(zhì)訪問控制在實現(xiàn)方法上與LAN不同。4.1.廣域網(wǎng)概述MAN的一個重要用途是用作骨干網(wǎng)，通過它將位于同--城市內(nèi)不同地點的主機、數(shù)據(jù)庫，以及LAN等互相聯(lián)接起來，這與WAN的作用有相似之處，但兩者在實現(xiàn)方法與性能上有很大差別。MAN不僅用于計算機通信，同時可用于傳輸話音、圖像等信息，成為一種綜合利用的通信網(wǎng)，但屬于計算機通信網(wǎng)的范疇，不同于綜合業(yè)務通信網(wǎng)(ISDN)。

4.1.廣域網(wǎng)概述（3）廣域網(wǎng)是在一個廣泛地理范圍內(nèi)所建立的計算機通信網(wǎng)，因而對通信的要求及復雜性都比較高。WAN由通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)兩個部分組成：通信子網(wǎng)實際上是一個數(shù)據(jù)網(wǎng)，可以是一個專用網(wǎng)(交換網(wǎng)或非交換網(wǎng))或一公用網(wǎng)(交換網(wǎng))；資源子系統(tǒng)是聯(lián)在網(wǎng)上的各種計算機、終端、數(shù)據(jù)庫等。這不僅指硬件，也包括軟件和數(shù)據(jù)資源。4.1.廣域網(wǎng)概述在實際應用中，局域網(wǎng)LAN可與廣域網(wǎng)WAN互聯(lián)，或通過WAN與位于其它地點的WAN互聯(lián)，這時LAN就成為WAN上的一個端系統(tǒng)。廣域網(wǎng)用于通信的互連主要采用公用網(wǎng)絡和專用網(wǎng)絡兩種，如果連接的次數(shù)有限，要求不固定，通用性好，可選擇公用數(shù)據(jù)網(wǎng)或增值網(wǎng)；如果連接次數(shù)很多，且要24小時暢通無阻，則采用專用網(wǎng)絡為好。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路廣域網(wǎng)可以提供面向連接和無連接兩種服務模式，對應于兩種服務模式，廣域網(wǎng)有兩種組網(wǎng)方式：虛電路（virtualcircuit）方式數(shù)據(jù)報（datagram）方式。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路1.虛電路采用虛電路方式的廣域網(wǎng)，源結(jié)點要與目的結(jié)點進行通信之前，首先必須建立一條從源結(jié)點到目的結(jié)點的虛電路（即邏輯連接），然后通過該虛電路進行數(shù)據(jù)傳送，最后當數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時，釋放該虛電路。在虛電路方式中，每個交換機都維持一個虛電路表，用于記錄經(jīng)過該交換機的所有虛電路的情況，每條虛電路占據(jù)其中的一項。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路一旦源結(jié)點與目的結(jié)點建立了一條虛電路，就意味著在所有交換機的虛電路表上都登記有該條虛電路的信息。當兩臺建立了虛電路的機器相互通信時，可以根據(jù)數(shù)據(jù)報文中的虛電路號，通過查找交換機的虛電路表而得到它的輸出線路，進而將數(shù)據(jù)傳送到目的端。當數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束時，必須釋放所占用的虛電路表空間，4.2數(shù)據(jù)報和虛電路虛電路的概念不同于前面電路交換技術中電路的概念。后者對應著一條實實在在的物理線路，該線路的帶寬是預先分配好的，是通信雙方的物理連接。而虛電路的概念是指在通信雙方建立了一條邏輯連接，該連接的物理含義是指明收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)通信應按虛電路指示的路徑進行。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路虛電路技術的主要特點是，在數(shù)據(jù)傳送以前必須在源端和目的端之間建立一條虛電路。虛電路的建立并不表明通信雙方擁有一條專用通路，即不能獨占信道帶寬，到來的數(shù)據(jù)報文在每個交換機上仍需要緩存，并在線路上進行輸出排隊。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路2.數(shù)據(jù)報廣域網(wǎng)另一種組網(wǎng)方式是數(shù)據(jù)報方式，交換機不必登記每條打開的虛電路，它們只需要用一張表來指明到達所有可能的目的端交換機的輸出線路。由于數(shù)據(jù)報方式中每個報文都要單獨尋址，因此要求每個數(shù)據(jù)報包含完整的目的地址。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的基本單元，包含一個報頭（header）和數(shù)據(jù)本身，其中報頭描述了數(shù)據(jù)的目的地以及和其它數(shù)據(jù)之間的關系。其后是完備的、獨立的數(shù)據(jù)實體，該實體攜帶要從源計算機傳遞到目的計算機的信息，該信息不依賴以前在源計算機和目的計算機以及傳輸網(wǎng)絡間交換。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路在數(shù)據(jù)報操作方式中，每個數(shù)據(jù)報自身攜帶有足夠的信息，它的傳送是被單獨處理的。整個數(shù)據(jù)報傳送過程中，不需要建立虛電路，網(wǎng)絡節(jié)點為每個數(shù)據(jù)報作路由選擇，各數(shù)據(jù)報不能保證按順序到達目的節(jié)點，有些還可能會丟失。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路數(shù)據(jù)報工作方式的特點①同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；②同一報文的不同分組到達目的結(jié)點時可能出現(xiàn)亂序、重復與丟失現(xiàn)象；③每一個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；④數(shù)據(jù)報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路2.兩者比較虛電路方式與數(shù)據(jù)報方式之間的最大差別在于：虛電路方式為每一對結(jié)點之間的通信預先建立一條虛電路，后續(xù)的數(shù)據(jù)通信沿著建立好的虛電路進行，交換機不必為每個報文進行路由選擇；而在數(shù)據(jù)報方式中，每一個交換機為每一個進入的報文進行一次路由選擇，也就是說，每個報文的路由選擇獨立于其他報文。4.2數(shù)據(jù)報和虛電路廣域網(wǎng)內(nèi)部使用虛電路方式還是數(shù)據(jù)報方式對應于廣域網(wǎng)提供給用戶的服務。虛電路方式提供的是面向連接的服務；而數(shù)據(jù)報方式提供的是無連接的服務。數(shù)據(jù)報廣域網(wǎng)無論在性能、健壯以及實現(xiàn)的簡單性方面都優(yōu)于虛電路方式?；跀?shù)據(jù)報方式的廣域網(wǎng)將得到更大的發(fā)展。4.3廣域數(shù)據(jù)通信網(wǎng)一般講，廣域網(wǎng)的建設常常以電信部門提供的公共通信網(wǎng)絡(即“通信子網(wǎng)”)為基礎。我國已建立了CHINAPAC、CHINADDN、幀中繼網(wǎng)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)，并在其上開放了分組數(shù)據(jù)交換、租用電路等各種業(yè)務，為建設廣域網(wǎng)創(chuàng)造了很好的條件。4.3廣域數(shù)據(jù)通信網(wǎng)目前使用的幾種常用的廣域網(wǎng)包括：傳統(tǒng)的公用電話交換網(wǎng)（PSTN）、分組交換網(wǎng)（X.25）、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、交換式多兆位數(shù)據(jù)服務（SMDS）后期發(fā)展的幀中繼（FR）、ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)/ATM異步傳輸模式網(wǎng)絡，SONET同步光纖網(wǎng)/SDH同步數(shù)字系列，混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術1.公共電話交換網(wǎng)(PSTN)公共電話交換網(wǎng)（PublicSwitchedTelephoneNetwork，PSTN）是以電路交換技術為基礎的用于傳輸模擬話音的網(wǎng)絡。電話網(wǎng)概括起來主要由三個部分組成：本地回路、干線和交換機。其中干線和交換機一般采用數(shù)字傳輸和交換技術，而本地回路（也稱用戶環(huán)路）基本上采用模擬線路。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術由于PSTN的本地回路是模擬的，因此當兩臺計算機想通過PSTN傳輸數(shù)據(jù)時，中間必須經(jīng)雙方Modem實現(xiàn)計算機數(shù)字信號與模擬信號的相互轉(zhuǎn)換。

PSTN是一種電路交換的網(wǎng)絡。在通信雙方建立連接后電路交換方式獨占一條信道。通過PSTN進行數(shù)據(jù)通信的最高速率不超過56Kbps。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術2.X.25分組交換網(wǎng)X.25標準是在20世紀70年代由國際電報電話咨詢委員會CCITT制定的。從ISO/OSI體系結(jié)構觀點看，X.25對應于OSI參考模型底下三層，分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術

X.25網(wǎng)絡是在物理鏈路傳輸質(zhì)量很差的情況下開發(fā)出來的。為了保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，它在每一段鏈路上都要?zhí)行差錯校驗和出錯重傳；這種復雜的差錯校驗機制雖然使它的傳輸效率受到了限制，但確實為用戶數(shù)據(jù)的安全傳輸提供了很好的保障。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術X.25是面向連接的，它支持交換虛電路（SwitchedVirtualCircuit，SVC）和永久虛電路PVC（PermanentVirtualCircuit）。交換虛電路（SVC）是在發(fā)送方向網(wǎng)絡發(fā)送請求建立連接報文要求與遠程機器通信時建立的。一旦虛電路建立起來，就可以在建立的連接上發(fā)送數(shù)據(jù)，而且可以保證數(shù)據(jù)正確到達接收方。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術永久虛電路（PVC）的用法與SVC相同，但它是由用戶和長途電信公司經(jīng)過商討面預先建立的，因而它長期存在，用戶不需要建立鏈路而可直接使用它。PVC類似于租用的專用線路。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術X.25網(wǎng)絡的突出優(yōu)點是可以在一條物理電路上同時開放多條虛電路供多個用戶同時使用；網(wǎng)絡具有動態(tài)路由功能和復雜完備的誤碼糾錯功能。X.25分組交換網(wǎng)可以滿足不同速率和不同型號的終端與計算機、計算機與計算機間以及局域網(wǎng)LAN之間的數(shù)據(jù)通信。X.25網(wǎng)絡提供的數(shù)據(jù)傳輸率一般為64Kbps。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術3.幀中繼幀中繼（FrameRelay，F(xiàn)R）技術是由X.25分組交換技術演變而來的。為了提高網(wǎng)絡的傳輸率，幀中繼省去了X.25分組交換網(wǎng)中的差錯控制和流量控制功能，在傳送數(shù)據(jù)時使用更簡單的通信協(xié)議，把某些工作留給用戶端去完成，使得幀中繼網(wǎng)的性能優(yōu)于X.25網(wǎng)。它可以提供1.5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術我們通常把幀中繼看作一條虛擬專線。用戶也可以在多個結(jié)點之間通過租用多條永久虛電路進行通信。幀中繼交換機處理數(shù)據(jù)幀所需的時間大大縮短，端到端用戶信息傳輸時延低于X.25網(wǎng)，幀中繼網(wǎng)可以提供從2Mbps到45Mbps速率范圍的虛擬專線。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術4.DDN數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DDN數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DigitalDataNetwork，DDN）是一種利用數(shù)字信道提供數(shù)據(jù)通信的傳輸網(wǎng)，它主要提供點到點及點到多點的數(shù)字專線或?qū)＞W(wǎng)。DDN由數(shù)字通道、DDN結(jié)點、網(wǎng)管系統(tǒng)和用戶環(huán)路組成。DDN的傳輸介質(zhì)主要有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道等。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術

DDN采用了計算機管理的數(shù)字交叉連接（DataCrossConnection，DXC）技術，為用戶提供半永久性連接電路，即DDN提供的信道是非交換、用戶獨占的永久虛電路（PVC）。一旦用戶提出申請，網(wǎng)絡管理員便可以通過軟件命令改變用戶專線的路由或?qū)＞W(wǎng)結(jié)構，而無須經(jīng)過物理線路的改造擴建工程4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術從用戶所需承擔的費用角度看，X.25是按字節(jié)收費，而DDN是按固定月租收費。所以DDN適合于需要頻繁通信的LAN之間或主機之間的數(shù)據(jù)通信。DDN網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)傳輸率一般為2Mbps，最高可達45Mbps甚至更高。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術5.傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術的比較PSTN是采用電路交換技術的模擬電話網(wǎng)；用于計算機之間數(shù)據(jù)通信時，在計算機兩端要引入Modem。最高速率不可能超過56Kbps。X.25是一種較老的面向連接的網(wǎng)絡技術，是最早用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹V域網(wǎng)，它的特點是對通信線路要求不高，缺點是數(shù)據(jù)傳輸率較低。它允許用戶以64Kbps的速率發(fā)送可變長的短報文分組。4.3.1傳統(tǒng)廣域網(wǎng)通信技術DDN是一種采用數(shù)字交叉連接的全透明傳輸網(wǎng)，它不具備交換功能。幀中繼幀中繼網(wǎng)是從X.25網(wǎng)絡上改進而來，它簡化的X.25協(xié)議，提高了數(shù)據(jù)傳輸率。是可提供2Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的虛擬專線網(wǎng)絡。ATM是代替整個采用電路交換技術的電話系統(tǒng)，它用信元交換技術，可以處理數(shù)據(jù)和電視。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術1.ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)/ATM異步傳輸模式網(wǎng)絡要分別管理這些不同的網(wǎng)絡（電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、有線電視（CATV）網(wǎng)）十分困難。解決上述問題的最好方法是開發(fā)一種單一的新型網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡可以替代上述各種網(wǎng)絡，通過該網(wǎng)絡可以傳送各種類型的信息。它所支持的數(shù)據(jù)傳輸率更大，業(yè)務范圍更廣，這種新型網(wǎng)絡稱為綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）。

4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術最早有關ISDN的標準是在1984年由CCITT發(fā)布的。第一代ISDN稱為窄帶ISDN（N-ISDN）。它利用64Kbps的信道作為基本交換單位，采用電路交換技術。第二代ISDN稱為寬帶ISDN（B-ISDN）。它支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)展趨勢是采用報文分組交換技術。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術N-ISDN定義了兩類用戶訪問速率：基本訪問速率和基群訪問速率。

(1)基本訪問速率（basicaccessrate）?；驹L問速率由2個速率為64Kbps的B信道和1個速率為16Kbps的D信道組成（2B＋D）。B信道用于傳送用戶數(shù)據(jù)；D信道用于傳送控制信息；加上分幀、同步等其他開銷，總速率為192Kbps。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術

(2)基群訪問速率（primaryaccessrate）?；涸L問速率可由多種信道混成。在北美和日本使用（23B＋D）的結(jié)構，速率為1.544Mbps；在歐洲則使用（30B＋D）的結(jié)構，其中B、D信道均為64Kbps。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術基本訪問速率可利用現(xiàn)有用戶電話線支持，提供電話、傳真等常規(guī)業(yè)務?；涸L問速率則是針對專用小型電話交換機（PBX）或LAN等業(yè)務量大的單位用戶。隨著用戶信息傳送量和傳送速率的不斷提高，N-ISDN已無法滿足用戶要求。例如，要傳送高清晰度電視圖像要求達到155Mbps量級的速率。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術

在此情況下，人們提出了寬帶ISDN，即B-ISDN。所謂寬帶是指要求傳送信道能夠支持大于基群數(shù)量的服務。B-ISDN可以提供視頻點播（VOD）、電視會議、高速局域網(wǎng)互聯(lián)以及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務。B-ISDN要支持如此高的速率，需要面臨兩大技術挑戰(zhàn)：一是高速傳輸；二是高速交換。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術光纖通信技術已經(jīng)給前者提供了良好的支持；但利用電路交換技術難以圓滿解決B-ISDN對不同速率和不同傳輸質(zhì)量控制的需求。而異步傳輸模式（AsynchronousTransferMode，ATM）實現(xiàn)了高速交換，使得B-ISDN網(wǎng)絡的實現(xiàn)成為可能。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術ATM技術的基本思想是讓所有的信息都以一種長度較小且大小固定的信元（Cell）進行傳輸。信元的長度為53個字節(jié)，其中信元頭是5個字節(jié)，有效載荷部分占48字節(jié)。ATM網(wǎng)絡是面向連接的。它首先發(fā)送一個報文進行呼叫請求以便建立一條連接；后來的信元沿著相同的路徑去往目的結(jié)點。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術ATM不保證信元一定到達目的結(jié)點，但信元到達一定是按先后順序的。假設發(fā)送方依次發(fā)送信元1和信元2，如果兩個信元都到達目的結(jié)點，則一定是信元1先到，信元2后到。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術ATM網(wǎng)絡目前支持的數(shù)據(jù)傳輸率主要是155Mbps和622Mbps兩種。選擇155Mbps的速率是考慮到對高清晰度電視（HDTV）的支持以及與AT&T公司的同步光纖網(wǎng)（SONET）相兼容。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術2.SONET同步光纖網(wǎng)/SDH同步數(shù)字系列1985年,美國國家標準協(xié)會（ANSI）通過一系列有關SONET(SynchronousOpticalNetwork同步光纖網(wǎng))標準。1989年,國際電報電話咨詢委員會CCITT接受SONET概念制定了SDH(SynchronousDigitalHierarchy,同步數(shù)字系列)標準,使之成為不僅適于光纖也適于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g體制,

4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術

SDH與SONET有細微差別,SDH/SONET定義了一組在光纖上傳輸光信號的速率和格式,通常統(tǒng)稱為光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)，是寬帶綜合數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的基礎之一。SDH/SONET采用TDM技術,是同步系統(tǒng)。兩者都用于骨干網(wǎng)傳輸。SONET多用于北美和日本,SDH多用于中國和歐洲。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術（1）SONET同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng)（SONET）標準著重于國際間光纖干線的互通。數(shù)據(jù)傳輸以51.84Mbps為基準進行遞增；對于基于銅纜的電信號傳輸稱為第一級同步傳送信號（STS-1）；對于基于光纖的光信號傳輸稱為第一級光載波（OC-1）。SONET的基本速率從51.84Mbps起，最高達2.5Gbps，而且能夠發(fā)送數(shù)據(jù)、語音和圖像。

4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術（2）SDH同步數(shù)字系列SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字體系），根據(jù)ITU-T的建議定義，是不同速度的數(shù)位信號的傳輸提供相應等級的信息結(jié)構，包括復用方法和映射方法，以及相關的同步方法組成的一個技術體制。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術①SDH的產(chǎn)生背景在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)／E1載波系統(tǒng)(1.544／2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡技術。SDH技術自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標準的技術，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術②SDH的應用電信、聯(lián)通、廣電等電信運營商都已經(jīng)大規(guī)模建設了基于SDH的骨干光傳輸網(wǎng)絡。利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務、ATM業(yè)務或直接以租用電路的方式出租給企、事業(yè)單位。一些大型的專用網(wǎng)絡也采用了SDH技術，架設系統(tǒng)內(nèi)部的光環(huán)路。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內(nèi)部的數(shù)據(jù)、遠控、視頻、語音等業(yè)務。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術③SDH的傳輸速率SDH光端機容量較大，一般是16E1到4032E1.SDH是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡。STM－1的傳輸速率為155.520Mbit／s；STM－4的傳輸速率為622.080Mbit／s；STM－16的傳輸速率為2488.320Mbit／s。4.3.2現(xiàn)代廣域網(wǎng)通信技術SONET的OC級與SDH的STM級的速率對應關系

4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路數(shù)字用戶線路DSL（DigitalSubscriberLine：）是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術組合，它包括HDSL、VDSL、ADSL等，一般稱之為xDSL技術,“X”代表著不同種類的數(shù)字用戶線路技術。它們主要的區(qū)別就是體現(xiàn)在信號傳輸速度和有效距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性不同。DSL技術主要分為對稱和非對稱兩大類。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路1．對稱DSL技術主要有HDSL、SDSL、MVL等。對稱DSL技術主要用于替代傳統(tǒng)的T1／E1接入技術。與傳統(tǒng)的T1／E1接入相比，DSL技術具有對線路質(zhì)量要求低、安裝調(diào)試簡單等特點。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（1）HDSL已經(jīng)在數(shù)字交換機的連接、高帶寬視頻會議、遠程教學、移動電話基站連接等方面得到了較為廣泛的應用。這種技術的特點是：利用兩對雙絞線傳輸；支持NX64kbps各種速率，最高可達口速率。與T1／E1相比，HDSL價格便宜、容易安裝，放大器的數(shù)量也相對較少。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（2）SDSLSDSL利用單對雙絞線，支持多種速率到T1／E1，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)流量，選擇最經(jīng)濟合適的速率。比用HDSL節(jié)省一對銅線，在0.4mm雙絞線上的最大傳輸距離可達3公里以上。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（3）MVLMVL是Paradyne公司開發(fā)的低成本DSL傳輸技術。它利用一對雙絞線，安裝簡便，價格低廉；功耗低，可以進行高密度安裝；其上／下行共享速率可達萬768kbps；傳輸距離可達7公里。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路2．非對稱DSL技術主要有以下幾種：ADSL、RADSL、VDSL等。非對稱DSL技術非常適用于對雙向帶寬要求不一樣的應用，如Web瀏覽、多媒體點播、信息發(fā)布等。因此適用于Internet接入、VOD系統(tǒng)等。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（1）ADSLADSL技術是在無中繼的用戶環(huán)路網(wǎng)上，使用有負載電話線提供高速數(shù)字接入的傳輸技術。ADSL最大的特點是不需要專門的線纜，而是利用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，配上專用的Modem即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路每個用戶都有單獨的一條線路與ADSL中心相連，它的結(jié)構可以看做是星型結(jié)構，數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一用戶獨享的。具體工作流程是：經(jīng)ADSLModem編碼后的信號通過電話線傳到電話局后再通過一個信號識別/分離器，如果是語音信號就傳到電話交換機上，如果是數(shù)字信號就接入Internet。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路ADSL支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，其有效的傳輸距離在3～5公里范圍以內(nèi)；4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路ADSL的上行和下行帶寬做成不對稱的。上行指從用戶到ISP，而下行指從ISP到用戶。ADSL在用戶線（銅線）的兩端各安裝一個ADSL調(diào)制解調(diào)器。我國目前采用的方案是離散多音調(diào)DMT(DiscreteMulti-Tone)調(diào)制技術。這里的“多音調(diào)”就是“多載波”或“多子信道”的意思。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路

DMT調(diào)制技術采用頻分復用的方法，把40kHz以上一直到1.1MHz的高端頻譜劃分為許多的子信道，其中25個子信道用于上行信道，而249個子信道用于下行信道。每個子信道占據(jù)4kHz帶寬，并使用不同的載波（即不同的音調(diào)）進行數(shù)字調(diào)制。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路ADSL的極限傳輸距離與數(shù)據(jù)率以及用戶線的線徑都有很大的關系（用戶線越細，信號傳輸時的衰減就越大），而所能得到的最高數(shù)據(jù)傳輸速率與實際的用戶線上的信噪比密切相關。對于質(zhì)量很差的用戶線甚至無法開通ADSL。通常下行數(shù)據(jù)率在32kb/s到6.4Mb/s之間，而上行數(shù)據(jù)率在32kb/s到640kb/s之間。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路例如，0.5毫米線徑的用戶線，傳輸速率為1.5~2.0Mb/s時可傳送5.5公里，但當傳輸速率提高到6.1Mb/s時，傳輸距離就縮短為3.7公里。如果把用戶線的線徑減小到0.4毫米，那么在6.1Mb/s的傳輸速率下就只能傳送2.7公里。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（2）RADSLRADSL支持同步和非同步傳輸方式，具有速率自適應的特點，下行速率從640kbps到12MbpS，上行速率從128kbps到1MbpS；也能夠支持同時傳輸數(shù)據(jù)和語音。4.3.3xDSL數(shù)字用戶線路（3）VDSLVDSL可在較短的距離上提供極高的傳輸速率。它的下行傳輸速率可以擴展至幾十兆，同時允許1.5Mbps的上行速率，但傳輸距離會縮短至30O～1O00米。不過，由于傳輸距離的縮短，碼間干擾大大減小，對數(shù)字信號處理要求大為簡化，所以設備成本可以比ADSL低。4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)混合光纖同軸網(wǎng)(HybridFiberCoaxHFC)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)構的同軸電纜網(wǎng)絡，它采用模擬技術的頻分復用對電視節(jié)目進行單向傳輸。HFC網(wǎng)則需要對CATV網(wǎng)進行改造.4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)1.早期CATV網(wǎng)絡早期有線電視網(wǎng)絡是采用同軸電纜結(jié)構，是一種樹型結(jié)構網(wǎng)絡。前端負責收集、調(diào)制及傳送出電視節(jié)目。主干網(wǎng)利用干線放大器的接力放大，可以傳輸較遠的距離。到居民較集中的地區(qū)，使用分配器從主干網(wǎng)分出信號進入分配網(wǎng)絡。最后從分支器送到用戶。4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)2．混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)HFC即HybridFiber－Coaxial的縮寫，是光纖和同軸電纜相結(jié)合的混合網(wǎng)絡。HFC通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡三部分組成。從有線電視臺出來的節(jié)目信號先變成光信號在干線上傳輸；到用戶區(qū)域后把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)分配器分配后通過同軸電纜送到用戶。4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)混合光纖同軸網(wǎng)HFC與早期CATV同軸電纜網(wǎng)絡的不同之處主要在于：在干線上用光纖傳輸光信號，在前端后需完成電—光轉(zhuǎn)換，進入用戶區(qū)后要完成光—電轉(zhuǎn)換。4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)同傳統(tǒng)的CATV網(wǎng)絡相比，其網(wǎng)絡拓撲結(jié)構也有些不同：第一，光纖干線采用星形或環(huán)狀結(jié)構；第二，支線和配線網(wǎng)絡的同軸電纜部分采用樹狀或總線式結(jié)構；第三，整個網(wǎng)絡按照光結(jié)點劃分成一個服務區(qū)；4.3.4混合光纖同軸網(wǎng)(HFC)HFC網(wǎng)絡能夠傳輸?shù)膸挒?50MHz～860MHz，少數(shù)達到1GHz。其中5～42/65MHz頻段為上行信號占用，50MHz～550MHz頻段用來傳輸傳統(tǒng)的模擬電視節(jié)目和立體聲廣播，650MHz～750MHz頻段傳送數(shù)字電視節(jié)目、VOD等，750MHz以后的頻段留著以后技術發(fā)展用。4.3.5衛(wèi)星通信網(wǎng)絡衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上(包括地面和低層大氣中)的無線通信站站間利用衛(wèi)星作為中繼而進行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用,即把地球站發(fā)上來的電磁波放大后再反送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)形成的鏈路。4.3.5衛(wèi)星通信網(wǎng)絡衛(wèi)星通信易于實現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是1一10GHz頻段,即微波頻段、為了滿足越來越多的需求,已開始研究應用新的頻段,如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。在微波頻帶,整個通信衛(wèi)星的工作頻帶約有