第五章网络接入设备

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1、信息技术系信息技术系 陈华陈华第五章第五章 网络接入设备网络接入设备本章基本要求：本章基本要求：l了解了解Modem、PSTN和和ISDN的基本特点；的基本特点；l了解了解X.25的特点与传输模式；的特点与传输模式；l了解了解DDN的特点、主要工作方式和主要应用；的特点、主要工作方式和主要应用；l 了解帧中继、了解帧中继、ATM的组成和主要作用；的组成和主要作用；l了解了解ADSL的特点和工作过程的特点和工作过程信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1 早期接入设备早期接入设备5.1.1 5.1.1 Modem通常都把调制器和解调器做在一起而称之为通常都把调制器和解调器做在一起而称之为“调制解调制

2、解调器调器”n按操作状态可分为同步按操作状态可分为同步ModemModem和异步和异步ModemModem。家庭通家庭通过电话线上网使用的是异步过电话线上网使用的是异步ModemModem n组成组成发送、接收、控制、接口、操纵面板发送、接收、控制、接口、操纵面板n分类分类外猫与内猫外猫与内猫软猫与硬猫软猫与硬猫信息技术系信息技术系 陈华陈华nModemModem产品有外接式、内插式、产品有外接式、内插式、PCPC卡式和机架式等卡式和机架式等外置外置modem modem 内置内置modemmodem 机架式机架式modemmodem 信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.2 公共电话交换网（

3、公共电话交换网（PSTN）1. 1. PSTNPSTN （Public Switch Telephone NetworkPublic Switch Telephone Network） 公用电话交换网（公用电话交换网（PSTNPSTN）是向公众提供电话是向公众提供电话通信服务的一种通信网。也可称为普通老式电话通信服务的一种通信网。也可称为普通老式电话服务服务PotsPots（Plain old Telephone servicePlain old Telephone service）。）。它它是国家公用通信基础设施之一，由国家电信部门是国家公用通信基础设施之一，由国家电信部门统一建设、管理和运

4、营。统一建设、管理和运营。 根据地理范围，电话通信网可分为：国际长根据地理范围，电话通信网可分为：国际长途电话网、国内长途电话网、本地电话网以及用途电话网、国内长途电话网、本地电话网以及用户延伸或补充设备。户延伸或补充设备。 电话通信网主要提供电话通信服务，同时还电话通信网主要提供电话通信服务，同时还可提供非话音的数据通信服务，例如电报、传真、可提供非话音的数据通信服务，例如电报、传真、数据交换、可视图文等。数据交换、可视图文等。 PSTNPSTN是以是以电路交换技术为基础的用于传输模电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的网络。拟话音的网络。 信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.2 公共电话

5、交换网（公共电话交换网（PSTN） 2. 2.计算机交换分机计算机交换分机 计算机交换分机（计算机交换分机（CBXCBX，Computer Branch Computer Branch ExchangeExchange）是数字交换和电话交换系统两种技术的结是数字交换和电话交换系统两种技术的结合，早先的合，早先的CBXCBX是一种专用交换机（是一种专用交换机（PBXPBX，Private Private Branch ExchangeBranch Exchange）。）。PBXPBX是一种由某个组织所有或租是一种由某个组织所有或租用的办公室设备，它把设施内的电话线互连，并可访用的办公室设备，它把

6、设施内的电话线互连，并可访问公用电话系统，通常是市内的电话用户拨三四个数问公用电话系统，通常是市内的电话用户拨三四个数码就能呼叫设施内的另一个电话。若拨一个号码（通码就能呼叫设施内的另一个电话。若拨一个号码（通常是常是0 0或或9 9）就听到接外线的拨号音，意味着允许呼叫）就听到接外线的拨号音，意味着允许呼叫者拨外线号码。者拨外线号码。 CBXCBX中采用了几种新的方法：中采用了几种新的方法：CBXCBX能支持声音数能支持声音数据工作站；电话用一对双绞线，终端用两对双绞线，据工作站；电话用一对双绞线，终端用两对双绞线，通常用电话而不是用终端或键盘来选择目的端口。通常用电话而不是用终端或键盘来选

7、择目的端口。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.2 公共电话交换网（公共电话交换网（PSTN） 3.3.点到点通信点到点通信 通常点到点的通信主要适用于两种情况：第一种通常点到点的通信主要适用于两种情况：第一种情况是成千上万个组织有各种局域网，每个局域网含情况是成千上万个组织有各种局域网，每个局域网含有众多主机和一些连网设备以及连接至外部的路由器，有众多主机和一些连网设备以及连接至外部的路由器，通过点到点的租用线路和远地路由器相连；第二种情通过点到点的租用线路和远地路由器相连；第二种情况是成千上万个用户在家里使用调制解调器和拨号电况是成千上万个用户在家里使用调制解调器和拨号电话线连到话线连到

8、InternetInternet，这是点到点连接的最主要应用。这是点到点连接的最主要应用。 不论是路由器对路由器的租线连接，还是拨号的不论是路由器对路由器的租线连接，还是拨号的主机到路由器的连接，都需要制订点到点的数据链路主机到路由器的连接，都需要制订点到点的数据链路协议，用以组成帧、进行差错控制以及其他数据链路协议，用以组成帧、进行差错控制以及其他数据链路层功能。有两种协议广泛用于层功能。有两种协议广泛用于InternetInternet，即串行即串行IPIP协协议（议（SLIPSLIP，Serial Line IPSerial Line IP）和点对点协议（和点对点协议（PPPPPP，Po

9、int to Point ProtocolPoint to Point Protocol）。）。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.2 公共电话交换网公共电话交换网PSTN4.4.特征特征: :电路交换电路交换有拨号连接过程有拨号连接过程即可传输模拟信息，也可传输数字信息即可传输模拟信息，也可传输数字信息用户环路为模拟传输用户环路为模拟传输数据通信时需要使用数据通信时需要使用MODEMMODEM数据传输质量及传输速度较差，不能满足许多数据传输质量及传输速度较差，不能满足许多广域网应用所要求的质量和吞吐量广域网应用所要求的质量和吞吐量PSTN的组成的组成中继网中继网电话交换机电话交换机计算机计

10、算机本地环路本地环路电话公司的设备电话公司的设备用户的设备用户的设备用户家庭用户家庭电信公司电信公司MODEMMODEM数字线路数字线路模拟线路模拟线路RS-232信息技术系信息技术系 陈华陈华PSTN应用应用LANPSTNModem拨号访问服务器拨号访问服务器PCPC通过普通拨号电话线；通过普通拨号电话线；通过租用电话专线。通过租用电话专线。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.3 窄带数字接入设备窄带数字接入设备ISDN ISDN ISDN （Integrated Service Digital Integrated Service Digital NetworkNetwork）是在现有电

11、话网的基础上经过数字化发是在现有电话网的基础上经过数字化发展而来的通信网络，它提供了端到端的纯数字连接。展而来的通信网络，它提供了端到端的纯数字连接。与后来提出的宽带与后来提出的宽带ISDNISDN相对应。传统的相对应。传统的ISDNISDN又被称又被称为窄带（为窄带（NarrowedNarrowed）ISDNISDN即即N-ISDNN-ISDN，简称简称ISDNISDN。 ISDNISDN具有广泛的应用，其中有：具有广泛的应用，其中有： LAN-to-LANLAN-to-LAN连接。连接。 家庭办公室和远程计算。家庭办公室和远程计算。 商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。商业计算机系统的离线

12、备份和灾难恢复。 传输大的图像和数据文件。传输大的图像和数据文件。 LAN-to-LANLAN-to-LAN视频和多媒体应用。视频和多媒体应用。1.概念及应用：概念及应用：信息技术系信息技术系 陈华陈华vCCITTCCITT（现更名为国际电信联合会现更名为国际电信联合会ITUITU）将将ISDNISDN定定义为：义为：ISDNISDN是由电话综合数字网（是由电话综合数字网（IDNIDN）演变而演变而来的，它向用户提供端到端的连接，并支持一切来的，它向用户提供端到端的连接，并支持一切话音、数字、图像、图形、传真等广泛业务。用话音、数字、图像、图形、传真等广泛业务。用户可以通过一组有限的、标准的、

13、多用途用户网户可以通过一组有限的、标准的、多用途用户网络接口来访问这个网络获得相应的业务。络接口来访问这个网络获得相应的业务。vISDNISDN又称又称“一线通一线通”，即可以在一条线路上同时，即可以在一条线路上同时传输语音和数据，用户打电话和上网可同时进行。传输语音和数据，用户打电话和上网可同时进行。ISDNISDN的出现，使的出现，使InternetInternet的接入方面产生了很大的接入方面产生了很大的效果，极大地加快了的效果，极大地加快了InternetInternet在我国的普及和在我国的普及和推广速度。推广速度。5.1.3 窄带数字接入设备窄带数字接入设备ISDN信息技术系信息技

14、术系 陈华陈华5.1.3 ISDN 2. 2.ISDNISDN的组成的组成 ISDNISDN的组成包括了许多终端、终端适配器的组成包括了许多终端、终端适配器（TATA）、）、网络终端设备（网络终端设备（NTNT）、）、线路终端设备和交线路终端设备和交换终端设备。如图换终端设备。如图5.45.4所示，所示，ISDNISDN终端分为标准终端分为标准ISDNISDN终端（终端（TE1TE1）和非标准和非标准ISDNISDN终端（终端（TE2TE2）。）。TE1TE1通过通过4 4根、根、2 2对数字线路连接到对数字线路连接到ISDNISDN网络。网络。TE2TE2连接连接ISDNISDN网络要通过网

15、络要通过TATA。网络终端也被分为网络终端网络终端也被分为网络终端1 1（NT1NT1）和网络终端和网络终端2 2（NT2NT2）两种类型。图两种类型。图5.45.4中，中，R R、S S、T T、U U等是等是ISDNISDN组件之间的连接点，称为组件之间的连接点，称为ISDNISDN参考点。参考点。 信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.3 ISDNTE1NT2（PBX）NT1ISDN交换机ISDN交换机公用网络或专用网络TATE2UTSR图图5.4 ISDN的基本组成的基本组成S信息技术系信息技术系 陈华陈华1类用户终端设备（类用户终端设备（TE1） 与与ISDN网络兼容的设备，如数字话

16、机、视频电话、网络兼容的设备，如数字话机、视频电话、G4传真机，连接在数字网络上。可直接连接传真机，连接在数字网络上。可直接连接1类网络终结设备类网络终结设备NT1或或2类网络终结设备类网络终结设备NT2。通过通过4根（根（2对）数字线路连对）数字线路连接到接到ISDN网络。网络。2类用户终端设备（类用户终端设备（TE2） 与与ISDN网络不兼容的设备，如传统电话机、网络不兼容的设备，如传统电话机、G3传真机，传真机，连接在模拟网络上。连接连接在模拟网络上。连接ISDN网时需要使用终端适配器网时需要使用终端适配器TA。终端适配器（终端适配器（TA） 把非把非ISDN设备的信号转换成符合设备的信

17、号转换成符合ISDN标准的信号。可标准的信号。可以是一个单独的设备，也可以安装在以是一个单独的设备，也可以安装在TE2内。内。3.ISDN的设备的设备信息技术系信息技术系 陈华陈华1类网络终结设备（类网络终结设备（NT1） 用户端网络设备，用来处理数字信号的传送与接收，与用户端网络设备，用来处理数字信号的传送与接收，与4线的线的ISDN用户线或传统的用户线或传统的2线用户环路连接线用户环路连接。一般由电信一般由电信公司提供，是公司提供，是ISDN网络的一部分，网络的一部分，物理层设备物理层设备。 NT1的用户端接口可支持连接的用户端接口可支持连接8台台ISDN终端设备。终端设备。2类网络终结设

18、备（类网络终结设备（NT2） 位于用户端的执行交换和集中功能的一种智能化设备位于用户端的执行交换和集中功能的一种智能化设备（可提供可提供OSI/RM的第的第2、3层服务层服务）。如小型的数字程控）。如小型的数字程控交换机交换机PBX。 大型用户终端数量多，需要使用大型用户终端数量多，需要使用NT2做交换连接。做交换连接。信息技术系信息技术系 陈华陈华ISDN参考点参考点ISDN网络中不同设备之间连接的规范。网络中不同设备之间连接的规范。U参考点：参考点：NT1与与电信公司电信公司ISDN交换机间的连接点交换机间的连接点T参考点：参考点：NT1到用户设备之间的连接点到用户设备之间的连接点。S参考

19、点：参考点：NT2与与TE1/TA之间的连接点之间的连接点。R参考点：参考点：TE2与与TA之间的连接点之间的连接点。ISDN的组成的组成广域网广域网ISDN交换机交换机ISDN终端终端ISDN数字电话数字电话本地本地回路回路电信公司的设备电信公司的设备NT1用户的设备用户的设备用户家庭用户家庭电信公司电信公司q家庭用的家庭用的ISDNTE1TE1TE1TUTE2TA广域网广域网ISDN交换机交换机TE1本地本地回路回路电信公司的设备电信公司的设备NT1用户的设备用户的设备用户办公室用户办公室电信公司电信公司q大型商用的大型商用的ISDNTE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBX信息技术系

20、信息技术系 陈华陈华5.1.3 ISDN4.4.ISDNISDN和和OSIOSI模型模型 ISDNISDN是由是由ITUTITUT制定的一组跨越制定的一组跨越OSIOSI模型的物理模型的物理层、数据链路层、网络层的标准。层、数据链路层、网络层的标准。 物理层：在物理层：在ITUTITUT的的I.430I.430中定义了对中定义了对ISDNISDN基本速率基本速率接口（接口（BRIBRI）的物理层规范。在的物理层规范。在ITUTITUT的的I.431I.431中定中定义了对义了对ISDNISDN基群速率接口（基群速率接口（PRIPRI）的物理层规范。的物理层规范。 数据链路层：数据链路层：ISD

21、NISDN的数据链路层规范是以的数据链路层规范是以LAPDLAPD为为基础的，在基础的，在ITUTITUT的的Q.920Q.920和和ITUT Q.921ITUT Q.921中作了正式中作了正式的描述。的描述。 网络层：网络层：ISDNISDN网络层是在网络层是在ITUT Q.930ITUT Q.930和和Q.931Q.931中定中定义的。这两个标准结合在一起，描述了用户到用义的。这两个标准结合在一起，描述了用户到用户、电路交换和数据报交换连接的规范。户、电路交换和数据报交换连接的规范。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.3 ISDN5.5.通路类型和接口结构通路类型和接口结构 ISDNIS

22、DN用户用户- -网络接口中有两个重要因素，即通路类网络接口中有两个重要因素，即通路类型和接口结构。通路是表示接口信息传输的能力。通路型和接口结构。通路是表示接口信息传输的能力。通路根据速率、信息性质以及容量又可以分成几种类型，称根据速率、信息性质以及容量又可以分成几种类型，称为通路类型。通路类型的组合称为接口结构，它规定了为通路类型。通路类型的组合称为接口结构，它规定了在这个结构上最大的数字信息传输能力。在这个结构上最大的数字信息传输能力。(1)(1)通路类型通路类型 通路有两种主要类型，一种类型是信息通路，为用通路有两种主要类型，一种类型是信息通路，为用户传输各种信息流；另一种是信令通路，

23、它为了进行呼户传输各种信息流；另一种是信令通路，它为了进行呼叫控制而传输信令信息。叫控制而传输信令信息。 信息技术系信息技术系 陈华陈华ISDN提供了一种数字化的比特管道，使信息在用户与电信公司之间提供了一种数字化的比特管道，使信息在用户与电信公司之间流动。流动。ISDN比特管道支持由比特管道支持由TDM分隔的多个信道。常用的有两种标准化分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：信道：D信道信道16kb/s数字信道，用于控制信息。数字信道，用于控制信息。B信道信道64kb/s数字数字PCM信道，用于语音或数字。信道，用于语音或数字。(2)接口结构接口结构ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：比

24、特管道主要支持两种信道的组合：BRI：基本速率接口。基本速率接口。u两个两个B通道（通道（64Kbps）和一个）和一个D通道（通道（16Kbps），即），即2BD。uB通道用于传输用户数据。通道用于传输用户数据。D通道用于传输控制和信令信息。通道用于传输控制和信令信息。uBRI的传输速率通常为的传输速率通常为128Kbps，当，当D通道也用于传输数据时，通道也用于传输数据时，BRI的传输速率可达的传输速率可达144Kbps。PRI：主速率接口。主速率接口。u在北美洲和日本，在北美洲和日本，PRI提供提供23B+D，总传输速率为，总传输速率为1.544Mbps。u在欧洲、澳大利亚、中国和其它国家

25、，在欧洲、澳大利亚、中国和其它国家，PRI提供提供30B+D，总传输速，总传输速率为率为2.048Mbps。 PRI PRI用来提供用来提供LANLAN到到LANLAN的连接的时候，通常会使用多路复用器。的连接的时候，通常会使用多路复用器。5.1.3 ISDN信息技术系信息技术系 陈华陈华BRIDB1B2PRIDB1B30基本速率数字管道，基本速率数字管道，144kbps主速率数字管道，主速率数字管道，2Mbps数字管道示意图数字管道示意图信息技术系信息技术系 陈华陈华5.1.3 ISDN6.6.ISDNISDN的应用的应用ISDNISDN具有广泛的应用，其中有：具有广泛的应用，其中有： LA

26、N-to-LANLAN-to-LAN连接。连接。 家庭办公室和远程计算。家庭办公室和远程计算。 商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。 传输大的图像和数据文件。传输大的图像和数据文件。 LAN-to-LANLAN-to-LAN视频和多媒体应用。视频和多媒体应用。信息技术系信息技术系 陈华陈华ISDN的应用信息技术系信息技术系 陈华陈华7. ISDN的特征的特征有拨号连接过程有拨号连接过程ISDN技术允许一条普通电话线路连接技术允许一条普通电话线路连接8个终端，同一时个终端，同一时间可以有间可以有3个终端同时通信。多服务：语音、数据、文本、个终端同时通信。多服务

27、：语音、数据、文本、图形、视频（一线通概念）图形、视频（一线通概念）各电话中心局间的线路采用数字形式传输语音，而用户各电话中心局间的线路采用数字形式传输语音，而用户环路仍为模拟传输环路仍为模拟传输ISDN的核心技术是将带宽分为几个信道，其中包括的核心技术是将带宽分为几个信道，其中包括B、D两个基本信道。两个基本信道。ISDN有窄带（有窄带（N-ISDN）与宽带（与宽带（B-ISDN）之分之分（2M/S）信息技术系信息技术系 陈华陈华5.2 X.25分组交换网 X .25X .25协议是协议是WANWAN协议之一，它采用的是协议之一，它采用的是6060年代和年代和7070年代年代开发的包交换技术

28、。开发的包交换技术。19761976年，由国际电话与电报顾问委员会年，由国际电话与电报顾问委员会（CCITTCCITT，现在是现在是ITU-TITU-T）建议，用于国际公用电话数据网建议，用于国际公用电话数据网( (PDN)PDN)中。主要定义了终端和计算机到分组交换网络的连接，中。主要定义了终端和计算机到分组交换网络的连接，它描述数据是如何从计算机等数据终端设备它描述数据是如何从计算机等数据终端设备( (DTE)DTE)发送到包发送到包交换机或访问设备等数据电路端接设备交换机或访问设备等数据电路端接设备( (DCE)DCE)的。的。 X .25X .25协议提供了协议提供了点对点的面向连接点

29、对点的面向连接的通信，而不是点的通信，而不是点到多点的无连接通信，后者也应用在许多其他到多点的无连接通信，后者也应用在许多其他WANWAN协议中。协议中。因为是面向连接的，所以因为是面向连接的，所以X .25X .25协议包含了证实协议包含了证实WANWAN连接连续连接连续的技术。并要确保每个包都可以到达其预期的目标地址。的技术。并要确保每个包都可以到达其预期的目标地址。 5.2.1 X.255.2.1 X.25协议协议信息技术系信息技术系 陈华陈华 X .25X .25协议不是高速的协议不是高速的WANWAN协议，但它可以提供：协议，但它可以提供： 全球性的认可。全球性的认可。 可靠性。可靠

30、性。 连接老式的连接老式的LANLAN和和WANWAN的能力。的能力。 将老式主机和微型机连接到将老式主机和微型机连接到WANWAN的能力。的能力。 当当X .25载波服务刚刚引入时，其传输速度被限载波服务刚刚引入时，其传输速度被限制在制在6 4 Kbps6 4 Kbps内。内。19921992年，年，ITU - TITU - T更新了更新了X .25标准，标准，传输速度可高达传输速度可高达2.048 Mbps2.048 Mbps。信息技术系信息技术系 陈华陈华特征特征:工作在工作在OSI/RM的低的低3层层采用分组交换，面向连接采用分组交换，面向连接(虚电路虚电路)，可靠，可靠性高性高多路复

31、用。一条物理链路支持多条虚电路多路复用。一条物理链路支持多条虚电路 点对点传输，不支持广播点对点传输，不支持广播支持多种高层协议，它们均作为普通数据支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在被封装在X.25的分组中在网络中传送的分组中在网络中传送工作速率工作速率64Kbps信息技术系信息技术系 陈华陈华5.2.2 X.255.2.2 X.25和和OSIOSI模型模型 虽然虽然X .25X .25协议出现在协议出现在OSIOSI模型之前，但是模型之前，但是ITU - TITU - T规范规范定义了在定义了在DTEDTE和和DCEDCE之间的分层的通信，与之间的分层的通信，与OSIOSI模型的前

32、三模型的前三层呼应层呼应( (见图见图) )： X.25 X.25物理协议层物理协议层( (第第1 1层层) )。它称它称为X.21X.21接口，定接口，定义从从计算机算机终端（数据端（数据终端端设备，DTEDTE）到分到分组交交换网网络中的附中的附件件结点的物理点的物理电气接口。气接口。RS-232-CRS-232-C通常用于通常用于X.21X.21接口。接口。 X.25 X.25链接访问层链接访问层( (第第2 2层层) )。使用的使用的协议是平衡式是平衡式链路路访问规程（程（LAP-BLAP-B），），它是高它是高级数据数据链路控制（路控制（HDLCHDLC）协议的的一部分一部分 X.2

33、5 X.25包协议层包协议层( (第第3 3层层) )定定义通通过分分组交交换网网络的可靠虚的可靠虚电路。路。这样，X.25X.25就提供了点就提供了点对点数据点数据发送，而不是一点送，而不是一点对多点多点发送。送。 信息技术系信息技术系 陈华陈华X.25和和O S I模型模型信息技术系信息技术系 陈华陈华5.2.3 X.25网络结构信息技术系信息技术系 陈华陈华5.2.4 X.25网络的设备网络的设备数据终端设备数据终端设备(DTE)：X.25网络的末端设备网络的末端设备(如路由如路由器、主机、终端、器、主机、终端、PC机等机等)，一般位于用户端（故称，一般位于用户端（故称为用户设备）为用户

34、设备）数据数据电路端接设备电路端接设备 (DCE)：专用的通信设备，专用的通信设备， 例例如如X. 25X. 25适配器、访问服务器或包交换机等的网络设备，适配器、访问服务器或包交换机等的网络设备，DTE通过通过DCE接入接入X.25网络网络PSE：X.25网络分组交换机，用于数据的存储转发网络分组交换机，用于数据的存储转发PAD设备：用于将非分组设备接入设备：用于将非分组设备接入X.25网。位于网。位于DTE与与DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。包。（见下下页图）（见下下页图） 信息技术系信息技术系 陈华陈华X.25网网络络由由许许多多称称之之为为

35、分分组组交交换换机机(PSE)的的节节点组成。点组成。为为了了保保证证通通信信可可靠靠性性，每每个个PSE至至少少与与另另两两个个PSE相相连连接接，使使得得一一个个PSE故故障障时时，能能通通过过其其他他路由继续传输信息。路由继续传输信息。PSE之间交换的是分组之间交换的是分组(包包)，所以又称，所以又称X.25网网为为分组交换网或包交换网分组交换网或包交换网。PSE采用存储转发采用存储转发的方法交换分组。的方法交换分组。 信息技术系信息技术系 陈华陈华缓冲区缓冲区打包拆包打包拆包PAD非分组终端非分组终端DCEX.25网络网络信息技术系信息技术系 陈华陈华PSEPSEPSEPSEPSEDC

36、EDCEDTEDTEX.25X.25PSE：分组交换设备分组交换设备广域网广域网信息技术系信息技术系 陈华陈华5.2.5 X.25网络的接入网络的接入分组终端分组终端：直接接入直接接入非分组终端非分组终端：通过通过PAD接入接入字符终端：用拨号字符终端：用拨号(PSTN)方式间接接入方式间接接入(X.28/X.32）利用利用X.25组网：组网： 1.通过通过X.25将将PC接入局域网接入局域网 PC端端X.25网卡，同步网卡，同步MODEM LAN端端路由器，同步路由器，同步MODEM 2.通过通过X.25实现实现LAN的远程互连的远程互连 双方均需路由器，同步双方均需路由器，同步MODEM信

37、息技术系信息技术系 陈华陈华X.25网网络络为为用用户户提提供供的的是是虚虚电电路路服服务务。多多个个虚虚电电路可复用到单条物理电路上。路可复用到单条物理电路上。DTE之之间间端端到到端端的的通通信信是是通通过过双双向向虚虚电电路路来来完完成成的。的。X.25即支持永久虚电路即支持永久虚电路PVC，也支持交换虚电路也支持交换虚电路SVC。 5.2.6 X.25提供的服务提供的服务信息技术系信息技术系 陈华陈华我国已建成的分组交换网我国已建成的分组交换网CHINAPAC用X.25进行LAN互联64kX.2564kLAN1路由器路由器LAN2路由器路由器同步同步MODEM同步同步MODEM信息技术

38、系信息技术系 陈华陈华5.3 数字数据网数字数据网DDN DDN（Digital Data Network) 是我国电信部门专为国内用是我国电信部门专为国内用户提供多种不同传输速率（户提供多种不同传输速率（64Kbps-2Mbps）的数字专线租用的数字专线租用服务而建立的公共网络系统。它由服务而建立的公共网络系统。它由DDN交换机和传输线路（如：交换机和传输线路（如：光纤和双绞线）组成。光纤和双绞线）组成。DDN的传输媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的传输媒介有光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。的普通电缆和双绞线。DDN为用户提供专用电路、帧中继和压缩话音为

39、用户提供专用电路、帧中继和压缩话音G3传真和虚拟传真和虚拟专用网等业务。具有传输质量高、距离远、传输速率高、网络专用网等业务。具有传输质量高、距离远、传输速率高、网络延迟小、无拥塞、透明性好、用户接入方便、传输安全可靠、延迟小、无拥塞、透明性好、用户接入方便、传输安全可靠、网络管理方便、适合高流量用户接入等优点。网络管理方便、适合高流量用户接入等优点。5.3.1 DDN概述概述信息技术系信息技术系 陈华陈华5.3 数字数据网数字数据网DDN利用数字信道传输数据信号的数据传输网。利用数字信道传输数据信号的数据传输网。为用户提供点到点的数字专用线路。为用户提供点到点的数字专用线路。 非交换的永久非

40、交换的永久/半永久虚电路，与分组网相比传输延时小，适半永久虚电路，与分组网相比传输延时小，适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号等。传送数字化传真，数字话音，数字图像信号等。 网络对用户透明，支持任何协议。网络对用户透明，支持任何协议。 实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道。实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道。5.3.1 DDN概述概述信息技术系信息技术系 陈华陈华 传输速率高：传输速率高：2Mbit/s 或或 N64kbit/s（N30或或31） 传输质量高：无连接延迟，网

41、络时延小。传输质量高：无连接延迟，网络时延小。 协议简单：不受任何协议的约束，是全透明网。协议简单：不受任何协议的约束，是全透明网。 多种业务：可以支持数据、语音、图像的传输。多种业务：可以支持数据、语音、图像的传输。 帧中继：提供帧中继服务。帧中继：提供帧中继服务。 灵活的连接方式：可支持灵活的连接方式：可支持PC-LAN、LAN-LAN连接，为连接，为 用户提供灵活的组网环境。用户提供灵活的组网环境。 可靠性高：采用路由迂回和备用方式，安全可靠。可靠性高：采用路由迂回和备用方式，安全可靠。DDN的特点信息技术系信息技术系 陈华陈华DDN节点节点DDN节点节点DDN节点节点DDN节点节点数字

42、专线数字专线数字专线数字专线DTEDTEDSU/CSU: 数据服务单元。可以是调制解调器或基带传输设备，以及时分复用、语数据服务单元。可以是调制解调器或基带传输设备，以及时分复用、语 音音/数字复用等设备。数字复用等设备。 NMC: 网管中心。可以方便地进行网络结构和业务的配置，实时地监视网络运网管中心。可以方便地进行网络结构和业务的配置，实时地监视网络运 行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等收集、统计行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等收集、统计 和报告。和报告。DDN节点节点: 数字交叉连接时分复用设备数字交叉连接时分复用设备NMC5.3.2 DDN的组成的组成

43、信息技术系信息技术系 陈华陈华 5.3.3 5.3.3 DDNDDN的网络结构的网络结构 DDNDDN的网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域，可分为一级干线网、二级干线网和本的责任地理区域，可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。各级网络应根据其网络规模、网络和业务组地网三级。各级网络应根据其网络规模、网络和业务组织的需要，参照前面介绍的织的需要，参照前面介绍的DDNDDN结点类型，选用适当类结点类型，选用适当类型的结点，组建多功能层次的网络。可由型的结点，组建多功能层次的网络。可由2 2 MbpsMbps结点组结点组成核心层，主要完成

44、转接功能；由接入结点组成接入层，成核心层，主要完成转接功能；由接入结点组成接入层，主要完成各类业务接入；由用户结点组成用户层，完成主要完成各类业务接入；由用户结点组成用户层，完成用户入网接口。用户入网接口。用DDN进行LAN互联64k-2MDDN64k-2MLAN1路由器路由器LAN2路由器路由器信息技术系信息技术系 陈华陈华图5-8 局域网通过DDN路由器的连接 DDN接入服务接入服务信息技术系信息技术系 陈华陈华5.3.4 DDN业务分类业务分类专用线路专用线路 2.4K/4.8K/.N*64(N=131)以及以及2M速率的全速率的全透明的专用线路，适用于透明的专用线路，适用于LAN/WA

45、N互联，不同类型的网互联，不同类型的网络互联等络互联等点到多点通信业务，适用于信息颁布等点到多点通信业务，适用于信息颁布等帧中继业务帧中继业务压缩话音压缩话音/G3传真业务传真业务虚拟专用网虚拟专用网VPN业务业务信息技术系信息技术系 陈华陈华RS-232/V.35/RS-232/V.35/网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层使用物理层使用RS-232、V.35等物理层协议；等物理层协议； 数据链路层与数据链路层与ISDN类似，但没有控制呼叫协议类似，但没有控制呼叫协议链路层：链路层：PPP、FR、LAPB(X.25)、HDLC等等网络层：网络层：IP、X.25等等 PPPFRL

46、APBIP/IPXX.25HDLC点对点专线和点对点专线和DDN的协议结构的协议结构信息技术系信息技术系 陈华陈华 帧帧中中继继（Frame Frame RelayRelay）是是8080年年代代出出现现、近近几几年年才才兴兴起起的的一一种种新新的的公公用用数数据据交交换换网网，它它是是由由X.25X.25发发展展起起来来的的快快速速分分组组交交换换技技术术。帧帧中中继继与与X.25X.25有有基基本本相相同同之之处处是是它它们们都都用用分分组组交交换换技技术术，都都是是对对等等式式的的点点对对点点通通信信。但但是是简简化化了了可可靠靠传传输输和和差差错错控控制制机机制制，将将那那些些用用于于

47、保保证证数数据据可可靠靠性性传传输输的的任任务务（如如流流量量控控制制和和差差错错控控制制等等）委委托托给给用用户户终终端端或或本本地地结结点点机机来来完完成成，从从而而在在减减少少网网络络时时延延的的同同时时降降低低了了通通信成本。因此，信成本。因此，帧中继传输速度更快（帧中继传输速度更快（6464Kbps-2.048MbpsKbps-2.048Mbps）。）。 帧帧中中继继是是一一种种先先进进的的包包交交换换技技术术，它它采采用用虚虚电电路路技技术术，对对分分组组交交换换技技术术进进行行简简化化，具具有有吞吞吐吐量量大大、时时延延小小、适适合合突突发发性性业业务务等等特特点点，能能充充分分

48、利利用用网网络络资资源源。帧帧中中继继为为多多区区域域间间，全全国国范范围围内内以以及及国国际间实现通信提供了一个灵活高效的广域网解决方案。际间实现通信提供了一个灵活高效的广域网解决方案。 帧帧中中继继的的性性能能高高于于X.25X.25，是是是是远远远远距距距距离离离离多多多多节节节节点点点点数数数数据据据据传传传传输输输输用用用用户户户户的的的的最最最最佳佳佳佳选择。选择。选择。选择。5.4 帧中继（帧中继（Frame Relay, FR）5.4.1 5.4.1 帧中继概述帧中继概述信息技术系信息技术系 陈华陈华 帧中继技术比较容易实现，主要用软件实现，帧中继技术比较容易实现，主要用软件实

49、现，不需过多的硬件投资。可以在不需过多的硬件投资。可以在X.25X.25网的基础上提供网的基础上提供帧中继功能，也可以通过在帧中继功能，也可以通过在DDNDDN网上增加适当的模块网上增加适当的模块提供帧中继的端口。提供帧中继的端口。 帧中继向高层提供虚电路服务方式，包括交换帧中继向高层提供虚电路服务方式，包括交换虚电路（虚电路（SVCSVC，Switched Virtual CircuitsSwitched Virtual Circuits）与永与永久虚电路（久虚电路（PVCPVC，Permanent Virtual CircuitsPermanent Virtual Circuits），），

50、所谓交换式虚电路是一种所谓交换式虚电路是一种“临时临时”的电路连接，它的电路连接，它只有在双方需要通信时才建立，而永久性虚电路中只有在双方需要通信时才建立，而永久性虚电路中的连接与双方是否需要进行通信无关，或者说这种的连接与双方是否需要进行通信无关，或者说这种连接是连接是“永久永久”存在的。在帧中继中，存在的。在帧中继中，PVCPVC是一种更是一种更为普遍使用的方式。为普遍使用的方式。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.4.2 FR的工作原理的工作原理 本质上仍是分组交换技术，但舍去了本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，仅的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行

51、发送、保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理。接收、处理。 在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能。能。 帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控流控在端设备中由上层协议在端设备中由上层协议( (如如TCP) )完成完成。（这是因为（这是因为F.R是基于光纤线路的，而是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低，无需点到点光纤线路误码率很低，无需点到点纠

52、错）纠错） FR用数据链路连接标识符用数据链路连接标识符DLCI来标识虚电路来标识虚电路(最多最多1024个个)，不同的，不同的DLCI在链路层上实现了复用。在链路层上实现了复用。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.4.3 FR与与X.25的区别的区别1.X.25协议包括低三层协议，协议包括低三层协议，Frame Relay仅包含物理层和数仅包含物理层和数据链路层协议。据链路层协议。2.X.25强调网内数据传输的高度可靠，而帧中继则着眼于数强调网内数据传输的高度可靠，而帧中继则着眼于数据的快速传递以及最大程度地提高网络的吞吐量。据的快速传递以及最大程度地提高网络的吞吐量。3.X.25网内，对传输

53、的数据进行校验，并具有出错处理机制，网内，对传输的数据进行校验，并具有出错处理机制，而帧中继省略了这个功能，而帧中继省略了这个功能，委托给用户终端或本地结点机来委托给用户终端或本地结点机来完成，从而在减少网络时延的同时降低了通信成本。完成，从而在减少网络时延的同时降低了通信成本。信息技术系信息技术系 陈华陈华帧中继帧中继同步同步Modem路由器路由器南开大学南开大学天津理工大学天津理工大学校园网校园网校园网校园网Frame RelayFrame Relay实例实例信息技术系信息技术系 陈华陈华5.4.4 帧中继（帧中继（Frame Relay, FR）的）的特征特征a.a.灵灵活活的的VC(V

54、C(虚虚电电路路) )业业务务 继继采采用用了了VCVC（虚虚电电路路）技技术术，用用户户可可以以在在同同一一物物理理链链路路中中根根据据需需要要自自由由增增加加减减少少VCVC，而而无无需需任任何何硬硬件件和和软软件件的的投入，做到资源的更有效利用，费用也变得最为经济。投入，做到资源的更有效利用，费用也变得最为经济。b.b.更更简简单单的的网网络络处处理理 继继简简化化了了X.25X.25通通信信协协议议，时时延延小小、传传输输效效率率高高、数据吞吐量大。数据吞吐量大。c.c.更更有有效效的的带带宽宽利利用用 继继使使用用统统计计复复用用技技术术，传传输输带带宽宽按按需需分分配配，适适用于突

55、发性业务。用于突发性业务。d.d.多多协协议议的的支支持持 帧帧中中继继支支持持多多种种网网络络协协议议，可可以以为为各各种种网网络络提提供供快快速、稳定的连接。速、稳定的连接。e.e.较快的传输较快的传输 帧中继传输速率高，接入速率一般为帧中继传输速率高，接入速率一般为64Kbps-2Mbps64Kbps-2Mbps。f.f.较低的成本较低的成本 帧中继降低了联网成本，使网络资源利用率高，网络帧中继降低了联网成本，使网络资源利用率高，网络费用低廉。费用低廉。 信息技术系信息技术系 陈华陈华 5.4.5 5.4.5 帧中继的应用帧中继的应用帧中继技术首先在美国和欧洲得到应用。帧中继的帧中继技术

56、首先在美国和欧洲得到应用。帧中继的应用领域十分广泛，目前主要用于应用领域十分广泛，目前主要用于LANLAN互连、图像传互连、图像传输和组建虚拟专用网等。我国的公用分组交换网和输和组建虚拟专用网等。我国的公用分组交换网和数字数据网（数字数据网（DDNDDN）都引入了帧中继技术。一般来说都引入了帧中继技术。一般来说帧中继技术适用于以下情况：帧中继技术适用于以下情况：当用户需要数据通信，其带宽要求为当用户需要数据通信，其带宽要求为64 64 kbpskbps2 2 MbpsMbps，而参与通信的各方多于两个时，使用帧中继而参与通信的各方多于两个时，使用帧中继是一种较好的方案。是一种较好的方案。当数据

57、业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。数据。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.4.6 FR的协议层次与的协议层次与OSI/RM的对应关系的对应关系F.R是是CCITT和和ANSI标准，定义了在公共数据网标准，定义了在公共数据网(PDN)上发送数据的流程，属于高性能的链路层上发送数据的流程，属于高性能的链路层协议。协议。它对应于它对应于OSI层次模型的最下二层。层次模型的最下二层。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层高层高层分组层分组层数据链路层数据链

58、路层物理层物理层X.25OSIF.R帧帧中继中继物理层物理层信息技术系信息技术系 陈华陈华FR网的组成FRSFRSFRSFRS网桥网桥CSU/DSURouterRouter广域网广域网PSTN，X.25Router帧中继在帧中继在这里工作这里工作HostBridge网桥网桥CSU/DSURouterRouter广域网广域网PSTN，X.25Router帧中继在帧中继在这里工作这里工作HostBridge信息技术系信息技术系 陈华陈华帧中继网中的设备分两类：帧中继网中的设备分两类：帧中继网接入设备帧中继网接入设备FRAD： 属于用户设备。属于用户设备。 如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。如支

59、持帧中继的主机、桥接器、路由器等。帧中继网交换设备帧中继网交换设备FRS： 属于网络服务提供者设备。属于网络服务提供者设备。 如如T1/E1一次群复用设备和帧交换结点机。一次群复用设备和帧交换结点机。FR中虚电路在在在在FRFR中，多条虚电路可复用一条物理线路。中，多条虚电路可复用一条物理线路。中，多条虚电路可复用一条物理线路。中，多条虚电路可复用一条物理线路。R1R2ABC102 101 100103105104106107IN DLCI OUT DLCI1110012103111011310411102141051112131422313221IN DLCI OUT DLCI3110432

60、107交换机交换机A的路由表的路由表交换机交换机C的路由表的路由表IN DLCI OUT DLCI2110322106交换机交换机B的路由表的路由表R3R4信息技术系信息技术系 陈华陈华5.5 ATM5.5 ATM ATM（ Asynchronous Transfer Mode ）-异异步步转转移移模模式式，用用于于宽宽带带综综合合业业务务数数据据网网的的一一种种交交换换技技术术。ATM是是1990年年由由ITU-T公公布布的的快快速速交交换换技技术术，并并将将其其作作为为B-ISDN的信息传输方式。但由于其复杂程度高，首先被用于的信息传输方式。但由于其复杂程度高，首先被用于LAN。5.5.1

61、 ATM5.5.1 ATM简介简介信息技术系信息技术系 陈华陈华ATM技术建立的网络可以提供高速交换方式，减少节点时延，支持和集成所有类型的服务。在一定程度上解决了高速化和宽带化问题。ATM网络技术主要目标是高速化（低时延）、综合化（综合业务通信）和适应不同速率业务服务。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATM是实现 B-ISDN的核心技术。实际上 ATM是一种快速交换技术。ATM是建立在电路交换和分组交换基础上的传输模式。ATM集交换(信元交换)、复用(异步时分复用)和传输(异步传输，虚电路方式)技术为一体。信息技术系信息技术系 陈华陈华 ATM的特点： 面向连接的快速(信元)交换； 综合了线路

62、交换-实时性好实时性好(节点延迟小)和分组交换-灵活性好灵活性好(动态分配网络资源)的优点； 支持不同速率的数据传输，满足实时性业务和突发性业务要求； 支持多媒体信息传输(业务综合化)； 服务质量QoS高。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.5.2 ATM信元信元结构 ATM信元固定为53字节，其中5个字节为信元头，48字节为信元体（净荷）。信元头承载信元的控制信息,主要完成寻址的功能；信元体(净荷)承载用户要分发的信息(装载来自不同用户，不同业务的信息)。 话音，数据，图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。信息技术系信息技术系 陈华陈华信元

63、体中可是任何类型的信息。这种短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟；长度固定的信元首部，可以只用硬件电路对信元进行处理，减少节点对信元的处理时间。信息技术系信息技术系 陈华陈华 由由于于ATMATM技技术术简简化化了了交交换换过过程程，去去除除了了不不必必要要的的数数据据校校验验，采采用用易易于于处处理理的的固固定定信信元元格格式式，所所以以ATMATM交交换换速速率率大大大大高高于于传传统统的的数数据据网网，如如X.25X.25，DDNDDN，帧帧中继等。中继等。 另另外外，对对于于如如此此高高速速的的数数据据网网，ATMATM网网络络采采用用了了一一些些有有效效的的业业务务流流量量监监控

64、控机机制制，对对网网上上用用户户数数据据进进行行实实时时监监控控，把把网网络络拥拥塞塞发发生生的的可可能能性性降降到到最最小小。对对不不同同业业务务赋赋予予不不同同的的“特特权权”，如如语语音音的的实实时时性性特特权权最最高高，一一般般数数据据文文件件传传输输的的正正确确性性特特权权最最高高，网网络络对对不不同同业业务务分分配配不不同同的的网网络络资资源源，这这样样不不同同的的业务在网络中才能做到业务在网络中才能做到“和平共处和平共处”。信息技术系信息技术系 陈华陈华信元种类：信元种类： 普通信元：承载用户信息 信令信元：承载控制信息 维护信元：承载运行和维护信息 空闲信元：填充空闲信道信息技

65、术系信息技术系 陈华陈华5.5.3 5.5.3 ATMATM逻辑连接逻辑连接 ATM交换是面向连接的，也是在端到端的物理传输通道上建立多条逻辑连接(虚连接)。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATMATM的逻辑连接的逻辑连接分为两个层次：虚通路和虚信道。虚通路(VP -Virtual PathVP -Virtual Path)：一个物理通道可复用多个虚通路连接VPC。虚信道(VC-Virtual ChannelVC-Virtual Channel ) ：一个虚通路可复用多个虚信道连接VCC。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATMATM的虚通道与虚通路的虚通道与虚通路VCVCVCVCVCVCVCVCV

66、CVCVCVC传输通道传输通道VPVPVPVP 虚通路虚通路(VP）虚信道（）虚信道（）信息技术系信息技术系 陈华陈华每个虚通路、虚信道都由不同的虚通路、虚信道标识(VPI、VCI)来区分。可在VCC上直接交换可变速率的ATM信元，同一VC的ATM信元群具有相同的VCI；属于同一VP的不同VC拥有相同的VPI。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.5.4 5.5.4 ATMATM交换原理交换原理 一个ATM交换机可包括入线处理单元、出线处理单元、交换单元和控制单元。入线处理单元入线处理单元将接收的信元进行处理后送给ATM交换单元；出线处理单元出线处理单元将ATM交换单元送出的信元处理后在输出线上传

67、输。这些处理包括了光/电转换、电光转换，并/串转换和串/并转换。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATMATM交换单元交换单元就是要把接收到的ATM信元按VPI和VCI信息进行路由选择，分别送给相应的输出线。在ATM中，可实现VP和VC交换。VP交换中 VPI改变而VCI可以不变；VC交换中VPI和VCI可同时改变。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATMATM控制单元控制单元对交换单元进行控制：建立和拆除虚连接；接收信令信元并处理产生控制信号；收发ATM信元等。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.5.5 5.5.5 ATMATM网络结构网络结构公公用用ATMATM网网是是由由电电信信管管理理部部门门经

68、经营营和和管管理理的的ATMATM网网，它它通通过过公公用用用用户户网网络络接接口口连连接接各各专专用用ATMATM网网和和ATMATM终终端端。作作为为骨骨干干网网，公公用用ATMATM网网应应能能保保证证与与现现有有各各种种网网络络的的互互通通，应应能能支支持持包包括括普普通通电电话话在在内内的的各各种种现现有有业业务务，另另外外还还必必须须有有一一整整套套维维护护、管管理理和和记记费费等等功功能能。目目前前还还没没有有一一个个商商用用的的公公用用ATMATM网网，有有关公用关公用ATMATM网的协议也正在不断地完善之中。网的协议也正在不断地完善之中。专专用用ATMATM网网是是指指一一个

69、个单单位位或或部部门门范范围围内内的的ATMATM网网，由由于于它它的的网网络络规规模模比比公公用用网网要要小小，而而且且不不需需要要记记费费等等管管理理规规程程，因因此此专专用用ATMATM网网是是首首先先进进入入实实用用的的ATMATM网网络络，新新的的ATMATM设设备备和和技技术术也也往往往往先先在在ATMATM专专用用网网中中使使用用。目目前前专专用用网网主主要要用用于于局局域域网网互互连连或或直直接接构构成成ATM ATM LANLAN，以以在在局局域域网网上上提提供供高高质质量量的的多多媒媒体体业务和高速数据传送。业务和高速数据传送。接接入入ATMATM网网主主要要指指在在各各种

70、种接接入入网网中中使使用用ATMATM技技术术，传传送送ATMATM信信元元，如如基基于于ATMATM的的无无源源光光纤纤网网络络( (APON)APON)、混混合合光光纤纤同同轴轴( (HFC)HFC)、非对称数字环路非对称数字环路( (ADSL)ADSL)以及利用以及利用ATMATM的无线接入技术等。的无线接入技术等。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.5.6 5.5.6 ATMATM网络组成网络组成ATMATM网络网络是由ATM交换机及ATM端用户连接而成，其拓扑结构是以ATM交换机为中心的星型结构（局域网）；多个ATM交换机之间互连可构成任意网状的拓扑结构（广域网）。信息技术系信息技术系

71、 陈华陈华ATMATM网络接口：网络接口：ATM网络有两类接口：用户与交换机的接口(UNI -User to Network UNI -User to Network InterfaceInterface)和交换机与交换机的接口(NNI-Network to Network InterfaceNNI-Network to Network Interface )。信息技术系信息技术系 陈华陈华ATMATM广域网广域网UNINNI NNINNINNI NNIATM交换机交换机ATM交换机交换机ATM交换机交换机ATM交换机交换机。HUBLAN交换机交换机LANUNI 信息技术系信息技术系 陈华陈华

72、ATM局域网LAN链路 LAN链路ATM链路LAN链路ATM交换机交换机ATM交换机交换机ATM交换机交换机ATM交换机交换机信息技术系信息技术系 陈华陈华 ATM主要具有下列优点：主要具有下列优点： ATM是以面向连接的方式工作的，大大降低了信元是以面向连接的方式工作的，大大降低了信元丢失率，保证了传输的可靠性。丢失率，保证了传输的可靠性。 由于由于ATM的物理线路使用光纤，误码率很低。的物理线路使用光纤，误码率很低。 短小的信元结构使得短小的信元结构使得ATM信头的功能被简化，并使信头的功能被简化，并使信头的处理能基于硬件实现，从而大大减少了处理时信头的处理能基于硬件实现，从而大大减少了处

73、理时延。延。 采用短信元作为数据传输单位可以充分利用信道空闲，采用短信元作为数据传输单位可以充分利用信道空闲，提高了带宽利用率。总之，提高了带宽利用率。总之，ATM的高可靠性和高带的高可靠性和高带宽使得其能有效地传输不同类型的信息，如数字化的宽使得其能有效地传输不同类型的信息，如数字化的声音、数据、图像等。声音、数据、图像等。信息技术系信息技术系 陈华陈华5.6 xDSL (数字用户线) DSL是数字用户环路（是数字用户环路（Digital Subscriber Line）的简称，是以铜质电话双的简称，是以铜质电话双绞线为传输介质的点对点传输技术。绞线为传输介质的点对点传输技术。DSL利利用软

74、件和电子技术结合，使用在电话系统中用软件和电子技术结合，使用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据以弥补铜线没有被利用的高频信号传输数据以弥补铜线传输的一些缺陷。传输的一些缺陷。 信息技术系信息技术系 陈华陈华5.6 xDSL (数字用户线) 为满足为满足VOD、多媒体等需要高带宽的应用而开发。多媒体等需要高带宽的应用而开发。 在普通在普通电话线路上实现了高速传输电话线路上实现了高速传输(1.552Mbit/s)。 主要用于广域网的用户接入。主要用于广域网的用户接入。 包括以下几种技术：包括以下几种技术：ADSL 非对称数字用户线非对称数字用户线RADSL 速率自适应数字用户线速率自适应数字

75、用户线HDSL 高速数字用户线高速数字用户线VDSL 甚高速数字用户线甚高速数字用户线SDSL 单线数字用户线单线数字用户线 属于点对点专线，协议层次与属于点对点专线，协议层次与DDN基本相同。基本相同。 我国使用最广泛的是我国使用最广泛的是ADSL。信息技术系信息技术系 陈华陈华lxDSL的特点的特点lxDSL支持工业标准支持工业标准l支持任意数据格式或字节流数据业务：电话、视频、图像、支持任意数据格式或字节流数据业务：电话、视频、图像、多媒体等；多媒体等；lxDSL是一种是一种ModemlxDSL的调制技术有三种方式，即的调制技术有三种方式，即2B1Q、无载波幅相调制无载波幅相调制CAP和

76、离散多音频调制和离散多音频调制DMT。该技术把频率分割成三部分，分该技术把频率分割成三部分，分别用于别用于POTS（普通电话服务）、上行和下行高速宽带信号。普通电话服务）、上行和下行高速宽带信号。l对称与非对称之分对称与非对称之分lxDSL有对称与非对称之分，分别用于满足不同用户需求。有对称与非对称之分，分别用于满足不同用户需求。l应用于两个局域网之间的互连应用，应选择使用对称应用于两个局域网之间的互连应用，应选择使用对称xDSL；l用户连接用户连接ISP可以使用非对称。可以使用非对称。信息技术系信息技术系 陈华陈华xDSL的种类 对称的DSLHDSLHDSL是高速对称四线是高速对称四线DSL

77、。这种技术可在两对这种技术可在两对铜线上提供铜线上提供1.544Mbps（全双工方式）的速度，全双工方式）的速度，在三对铜线上提供在三对铜线上提供2.048Mbps（全双工方式）的全双工方式）的速度。速度。 SDSLSDSL是是HDSL的单对线版本，也被称为的单对线版本，也被称为S-HDSL。S-HDSL是高速对称二线是高速对称二线DSL，它可以提供双向它可以提供双向高速可变比特率连接，速率范围从高速可变比特率连接，速率范围从160Kbps到到2.048Mbps IDSL通过在用户端使用通过在用户端使用ISDN终端适配器及终端适配器及ISDN接口接口卡，可以提供卡，可以提供128Kbps上下行

78、速率的服务。上下行速率的服务。 信息技术系信息技术系 陈华陈华xDSL的种类非对称的DSLADSLADSL为非对称数字用户环路，在二个传输方为非对称数字用户环路，在二个传输方向上的速率是不一样的。它使用单对电话线，向上的速率是不一样的。它使用单对电话线，为网络用户提供很高的传输速率，从为网络用户提供很高的传输速率，从32Kbps到到8.192Mbps的下行速率和从的下行速率和从32Kbps到到1.088Mbps的上行速率，同时在同一根线上可的上行速率，同时在同一根线上可以提供语音电话服务，支持同时传输数据和以提供语音电话服务，支持同时传输数据和语音。语音。ADSL的调制技术主要有离散多音频调制

79、技术的调制技术主要有离散多音频调制技术DMT和无载波调幅调相技术和无载波调幅调相技术CAP两种。两种。 信息技术系信息技术系 陈华陈华lRADSLlRADSL为速率自适应数字用户环路，是为速率自适应数字用户环路，是ADSL的的一种扩充，允许服务提供者调整一种扩充，允许服务提供者调整xDSL连接的带宽连接的带宽以适应实际需要并且解决线长和质量问题。它利用以适应实际需要并且解决线长和质量问题。它利用一对双绞线传输，支持同步和非同步传输方式，速一对双绞线传输，支持同步和非同步传输方式，速率自适应，下行速率从率自适应，下行速率从640Kbps到到12Mbps，上行上行速率从速率从128Kbps到到1M

80、bps，支持同时传输数据和支持同时传输数据和语音。语音。 lVDSLlVDSL甚高速数字用户环路，是一种极高速非对甚高速数字用户环路，是一种极高速非对称数据传输技术。它是在称数据传输技术。它是在ADSL的基础上发展起来的基础上发展起来的的xDSL技术，可以将传输速率提高到技术，可以将传输速率提高到2552Mbps，应用前景更广。应用前景更广。 xDSL的种类的种类信息技术系信息技术系 陈华陈华技术技术速度速度距离距离应用应用ADSL/RADSL1.5-8Mbit/s下行64-640kbit/s上行3.5-5.5km因特网访问、VOD、远程访问HDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mb

81、it/s(E1)4.5km中继线、帧中继接入SDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)3km中继线、LAN互连VDSL15-52Mbit/s下行1.5-2.3Mbit/s上行0.3-1.2km高清晰度电视、多媒体网络访问几种用户数字线的比较几种用户数字线的比较信息技术系信息技术系 陈华陈华ADSL的特点的特点 上行速率与下行速率不相同上行速率与下行速率不相同“非对称非对称” 上行上行64 K 640kbit/s 下行下行1.5 M 8Mbit/s 与因特网访问特点相适应与因特网访问特点相适应(要求的下传速率高要求的下传速率高)。 仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的

82、电话线。仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的电话线。 语音和数据同时传输，互不干扰；语音和数据同时传输，互不干扰； 上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。独享带宽，安全可靠独享带宽，安全可靠-星型网络，骨干网络光纤，星型网络，骨干网络光纤，ATM宽宽带交换机处理交换信息带交换机处理交换信息费用低廉，数据不通过电话交换机费用低廉，数据不通过电话交换机提供多种服务提供多种服务-各类多媒体服务、远程各类多媒体服务、远程LAN接入等接入等信息技术系信息技术系 陈华陈华ADSL工作原理工作原理铜质双绞线在4km的距离内带宽可达1.1MHzADSL把1.1M

83、Hz的频带分为3个频率段：0 4kHz 仍然用于传输电话语音信号仍然用于传输电话语音信号10 50kHz 用作上行信息流的传输带用作上行信息流的传输带宽宽52kHz 1.1MHz 用作下行信息流的用作下行信息流的传输带宽传输带宽铜质双绞线铜质双绞线语音通道语音通道中速双工通道中速双工通道高速下行通道高速下行通道ADSL把整个线路的带宽划分为三个通道把整个线路的带宽划分为三个通道 ADSL的频谱f4kHz10kHz50kHz52kHz1.1MHz语音上行下行从这个意义上看，从这个意义上看，ADLS采用了频分复用技术。采用了频分复用技术。信息技术系信息技术系 陈华陈华ADSL的编码技术目前被广泛采

84、用的ADSL调制技术有3种：抑制载波幅度抑制载波幅度-相位调制相位调制(Carrierless Amplitude-Phase modulation, CAP)数据被调制到单一载波上离散多音复用离散多音复用 (Discrete MultiTone, DMT)数据被调制到多个载波上离散小波多音复用离散小波多音复用 (Discrete Wavelet MultiTone, DWMT)其中DMT技术已被正式采纳为国际标准。目前还有一种称为G.lite的标准，下行/上行速率分别为1.5Mbit/s和384kbit/s，用户端设备非常简单，适用于家庭用户。信息技术系信息技术系 陈华陈华离散多音复用离散多

85、音复用 (Discrete MultiTone, DMT)数据被调制到多个载波上0-4K频带传输电话单频26K-1.1M频带传送数据，并把它以4K的带宽分为25个上行子通道和249个下行子通道速度计算公式为信道数信道数每信道采样值位数每信道采样值位数调制速度调制速度 信息技术系信息技术系 陈华陈华ADSL的网络结构两部分组成：用户端设备和中心节点设备两部分组成：用户端设备和中心节点设备用户端设备包括：用户端设备包括：ADSL Modem, 也称为也称为ATU (ADSL Transmission Unit)数字信号的调制解调数字信号的调制解调POTS分离器分离器分离语音信号和调制信号分离语音信

86、号和调制信号中心节点设备包括：中心节点设备包括：数字用户线接入复用器数字用户线接入复用器DSLAM (DSL Access Multiplexer)ADSL接入和复用接入和复用POTS分离器分离器信息技术系信息技术系 陈华陈华ADSL的典型连接结构 PSTN因特网因特网POTS分离器分离器铜质双绞线对ADSL Modem程控交换机程控交换机DSLAMPOTS分离器分离器电话机电话机计算机计算机用户端用户端中心端中心端本地环路本地环路ADSL Modem电话机电话机计算机计算机当POTS分离器和ADSL Modem做到一起时的连接方法铜质双绞线对信息技术系信息技术系 陈华陈华1.CABEL MO

87、DEMCABEL MODEM使用有线电视的同轴电缆连接上网。使用有线电视的同轴电缆连接上网。2.2.CABEL MODEMCABEL MODEM分为单向和双向解决方案，单向方案在上传数据时，分为单向和双向解决方案，单向方案在上传数据时，仍需通过传统的仍需通过传统的MODEMMODEM拨接连线才可以连上网络，而双向方案则不拨接连线才可以连上网络，而双向方案则不需拨接操作，而是直接连上网络，传送速度较传统拨接传送速度需拨接操作，而是直接连上网络，传送速度较传统拨接传送速度高数十倍甚至更多。高数十倍甚至更多。3.3.CABELCABEL网络利用频分多路复用技术，将频率范围为网络利用频分多路复用技术，

88、将频率范围为5 542MHZ42MHZ的频的频段给段给CABEL MODEMCABEL MODEM上传数据，上传数据，5555550MHZ550MHZ给电视节目，给电视节目，550550750MHZ750MHZ给给CABEL MODEMCABEL MODEM下传数据。下传数据。4. 4. CABEL MODEM下行虽然可达到下行虽然可达到30Mbit/s30Mbit/s甚至更高，但由甚至更高，但由于是一种粗糙的总线型广播网络，结点下的几千上万用户挣抢带于是一种粗糙的总线型广播网络，结点下的几千上万用户挣抢带宽，其效果就可想而知了。宽，其效果就可想而知了。5.5.CABEL MODEM由于其总线

89、型网络先天的广播特性，造成了信由于其总线型网络先天的广播特性，造成了信息传输的不安全性。息传输的不安全性。 5.7 宽宽带接入带接入技术技术CABEL MODEM5.7.1 5.7.1 基本概念与特征基本概念与特征信息技术系信息技术系 陈华陈华5.7.2 Cable Modem接入技术l 前端前端+ +光纤环网光纤环网+ +“树树”型同轴电缆网构成型同轴电缆网构成前端分前端分前端分前端Cable ModemTV信息技术系信息技术系 陈华陈华Cable ModemCable Modem接入技术接入技术Cable Modem接入模型信息技术系信息技术系 陈华陈华Cable Modem的接入方式Ca

90、bel Modem有线电视网下 行 数 据 上 行 数 据 l将有线电视网中的同轴电缆进行划分，可分为低分割、中分割，高将有线电视网中的同轴电缆进行划分，可分为低分割、中分割，高分割三种分割三种信息技术系信息技术系 陈华陈华5.7.3 5.7.3 Cable ModemCable Modem的传输模式的传输模式对称式传输对称式传输 上上/ /下行信号各占用一个普通频道下行信号各占用一个普通频道8 8M M带宽，上带宽，上/ /下行信号可能采用不同的调制方法，下行信号可能采用不同的调制方法，但用相同传输速率但用相同传输速率(2(21010Mbps)Mbps)的传输模式。的传输模式。 非对称式传输

91、非对称式传输 非对称式传输能满足客户的要非对称式传输能满足客户的要求，而又避开了上行通道带宽相对不足的矛盾。求，而又避开了上行通道带宽相对不足的矛盾。 频分复用、时分复用的配合加之以新的调制方法，频分复用、时分复用的配合加之以新的调制方法，上行速率最高可达上行速率最高可达1010MbpsMbps，下行速率按调制方式下行速率按调制方式的不同可达的不同可达20204040MbpsMbps信息技术系信息技术系 陈华陈华5.7.4 5.7.4 CABEL MODEMCABEL MODEM的的种类种类(1)(1)从传输方式的角度，可分为双向对称式传输和非对称式传输。从传输方式的角度，可分为双向对称式传输

92、和非对称式传输。 (2)(2)从数据传输方向上看，有单向、双向之分。从数据传输方向上看，有单向、双向之分。(3)(3)从网络通信角度上看，从网络通信角度上看，ModemModem可分为同步可分为同步( (共享共享) )和异步和异步( (交换交换) )两种方式。两种方式。(4)(4)从接入角度来看，可分为个人从接入角度来看，可分为个人Cable ModemCable Modem和宽带和宽带Cable Cable Modem(Modem(多用户多用户) )，宽带，宽带ModemModem可以具有网桥的功能，可以将一可以具有网桥的功能，可以将一个计算机局域网接入。个计算机局域网接入。(5)(5)从接口角度分，可分为外置式、内置式和交互式机顶盒。从接口角度分，可分为外置式、内置式和交互式机顶盒。信息技术系信息技术系 陈华陈华 新产品：电视电缆调制解调器（新产品：电视电缆调制解调器（Cable Cable MODEMMODEM）它是通过有线电视（它是通过有线电视（CATVCATV）网进行数据通信网进行数据通信的设备。根据其上行和下行速率的设备。根据其上行和下行速率是否相同是否相同可可分为对称型和非对称型。分为对称型和非对称型。