ADSL基本原理

ADSL基础知识,什么是,ADSL,ADSL,的全称是,Asymmetric Digital Subscriber Line，,即不对称数字用户传输线。它利用目前先进的数字编码和调制解调技术，实现在一对普通电话双绞线上传送高速数字信号，最高下行速率可达8,Mbps,，,最高上行速率可达1,Mbps,，,传输距离最大可达45,km。,ADSL,的优点,1.充分提高了双绞线的利用率。,2.建设周期短，组网方便，建网成本低。采用,ADSL,技术，只需在局端安装一台局端设备，在用户端放置一台用户端设备，即可迅速将这些用户纳入宽带网络，使其享受高速宽带冲浪的乐趣，而不用进行昂贵的网络投资和建设。,3.下载速度快。由于,ADSL,不对称性，其下行速率可达8,Mbps,，,正好符合目前上网的特点，满足上网用户的要求。,ADSL,组网应用,ZXJ10,Internet,PSTN/,ISDN,DSLAM,话音分离器,ADSL,猫,ATM/155,UTP,交换机,双绞线,UTP,以太网五类电缆,CAT5,AS,ADSL,基本原理,该管道具有一个高速下传信道（到用户端），一个中速双工信道和一个,POTS,信道（0,4,kHz），POTS,信道用以保证即使,ADSL,连接失败了，语音通信仍能正常运转。高速信道和中速信道均可以复用以创建多个低速通道。,ADSL,用其特有的调制解调硬件来连接现有双绞线连接的各端，它创建具有三个信道的管道，如图所示。,ADSL,调制方式,ADSL,的关键在于高速信道的调制技术，可选用的调制技术有三种：正交幅度调制（,QAM）、,无载波幅度相位调制（,CAP）,和离散多音频（,DMT）,调制技术。,ADSL,使用了非常简单的方法来获取惊人的速率：压缩。它使用很先进的,DSP,和算法在电话线（双绞线）中压缩尽可能多的信息。,ADSL,使用,FDM(,频分多路复用),复用上、下行信道，分隔,POTS,信道,即,关闭低端子信道将,04,kHz,留给普通电话信号使用，上行信号使用30,kHz138kHz,的频段，下行信号使用138,kHz1,.,104MHz,的频段,。为充分利用频谱，,ADSL,一般采用,DMT,调制技术。,DMT,将1,MHz,的频谱划分为256个带宽为4.3125,kHz,的子信道。按实际测得的信道质量来确定每个信道的承载比特数，以避开那些噪声太大或损伤太大的子信道，从而实现可靠的通信。,ADSL,速率主要取决于线路的距离，线路越长，速率越低，也和线径,桥接抽头,环境噪声等有关.速率可能低于1.5,Mbps,，,但一般平均速率可达6,Mbps,。,ADSL,调制方式,两种频谱利用方法,DMT,和,EC,POTS,上行信道,下行信道,POTS,上行信道,下行信道,4,kHz,30,kHz,138,kHz,4,kHz,30,kHz,138,kHz,1.104,MHz,1.104,MHz,（,a）,频分复用,（,b）,回波抵消,ADSL,离散多频调制技术,DMT：256,个子信道,基本,电话,业务,POTS,1.1,MHz,3.4,KHz,ADSL,标准,G.,dmt,标准,（,G.992.1）,G.,lite,标准,（,G.992.2）,ADSL,宽带接入系统框图,ATUR,DSLAM,ATM/IP,网,DSLAM,DSLAM,DSLAM,Internet,UAS,RADIUS,服务器,网管中心,DSLAM,DSLAM,SWITCH,BAU,BAU,BAU,BAU,ATUR,ATUR,用户,LAN,用户,ATUR,用户,STM-1, 100M,1000M,SWITCH,SWITCH,SWITCH,STM-1, 100M,1000M,ISP,ATM,技术,ATM,技术是一种快速的数据分组交换技术，就是异步传递方式技术（,ATM：ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE）。,由于能在一个单一的主体网络上携带多种信息媒体，进行多种通讯业务，,ATM,正大规模转为商用。,用户端设备与局端设备之间是基于,ATM（,异步转移模式）信元传输的。,ATM,本质上是一种快速分组交换方式，因此它具有灵活适应新业务和提高资源利用率的特点。由于没有逐段链路的差错控制和采用固定长度分组的数据结构，与其它分组交换方式相比，大大简化了协议。由于采用硬件处理分组包，提高了处理能力，减小了交换时延，能够适应实时性业务的要求。,ATM,信元,DSLAM,设备一般和宽带接入服务器配合使用，在,ADSL,系统接入中，宽带网络的层次一般分为三层网络体系结构，接入层（,Access）、,边缘层（,Edge）,和骨干层（,Core）。,其中，接入层的功能由,ADSL,接入设备（包括,DSLAM,和,ATUR,两部分）完成。边缘层设备又可称为宽带接入服务器,BAS，,该设备的功能主要完成,ADSL,设备,DSLAM,和宽带骨干网络的连接功能，提供对,ADSL,用户的计费、后台管理等功能（,BAS,连接,Radius,服务器、用户数据库服务器）。,ADSL,宽带组网构成,三层网络体系结构,ADSL,相关协议介绍,PPP,协议,PPP：,点对点协议，提供了在点对点链路上传输多种协议数据包的一种标准方法。,PPP,主要由三部分组成：,一种封装多种协议数据包的方法。,一个链路控制协议（,LCP），,用于建立、配置、测试数据链路的连接。,一系列的网络控制协议（,NCPs,），,用于配置和建立不同的网络层协议。,ADSL,相关协议介绍,LCP,协议,LCP：,链路控制协议，用于建立、配置、测试数据链路的连接。,LCP,使,PPP,能应付各种各样的环境要求。它的主要功能包括：自动协商分组封装格式，处理长度不同的分组，检测是否存在回路连接和其他配置错误。此外供选择的功能有：对等层身份认证，链路质量监控和检测链路是否正常工作等。,ADSL,相关协议介绍,PAP：,口令认证协议，是用户身份认证的一种形式，它通过用户名和用户口令来验证用户的合法性，由于用户的,ID,和口令在链路上以文本形式直接传输，因而安全性较差。,CHAP：,质询握手认证协议，也是用户认证的一种形式，它通过服务器发出认证质询，用户以应答的形式来验证用户的合法性，由于用户的,ID,和口令经过加密之后再在网络上传输，因此其安全性较好。,ADSL,相关协议介绍,NCPs,：,网络层控制协议，为了解决点对点连接和已有网络层协议之间的矛盾，,PPP,通过提供一组,NCPs,，,对每个,NCP,对应的网络层协议所必须的要求进行配置和处理。每一个网络层协议都有自己对应的,NCP。,在点对点链路上，只有某个网络层协议对应的,NCP,处于,opened,状态，使用该协议的数据报才能被顺利传输。如果数据报所使用的网络层协议不被支持，应用程序在接收到该类数据报时返回,protocol-reject,数据包。如果该数据报使用的协议被支持，而该协议对应的,NCP,处于,closed,状态，那么该分组将被自动丢弃。,RFC1483,协议,RFC1483,协议提出有关,ATM,网络传输局域网数据的规程，定义了局域网数据包的,ATM,信元封装有两种类型的封装形式，即基于,VC,的复用和,LLC,的封装。,每一种高层协议由一条,ATM,虚电路来承载，这种方法被称为基于,VC,的复用,。,在同一条,ATM VC,上复用多种协议，这时需要在所传送的,PDU,上加上,IEEE 802.2,逻辑链接控制(,LLC),前缀，以此来标识所传送的,PDU,的协议，这种方法被称为,LLC,封装,。,ADSL,相关协议介绍,ADSL,相关协议介绍,PPPoE,协议,PPP over Ethernet,是定义,PC,和宽带,Modem（,如：,xDSL,、cable、,无线、,LAN）,互操作访问高速数据网络的协议。基于两种广泛采用的标准：以太网和,PPP,协议，,PPPoE,基本上不需要熟悉拨号网络的用户学习更多的知识。另外，,PPPoE,不要求,ISP,和电信运营商的运营模式有大的改变。,PPP over Ethernet,客户，应安装特别的,PPPoE,拨号软件。,PPPOE,有两个明显的阶段：,（1）初始化阶段,（2）,PPP,过程阶段,ADSL,相关协议介绍,PPPoA,协议,本协议给出了用,AAL5,的,CPCS PDU,封装,PPP,帧的方法。,PPP,层把,AAL5,层业务看成比特同步点到点链路。,PPP,链路对应一个,AAL5 VC。VC,必须是全,双工点到点的。而且，,PPP/AAL5,业务接口必须满足如下要求：,接口格式,PPP/AAL5,层边界提供了一个字节业务接口给,AAL5,层。,传输速率,PPP,层对,ATM,层的传输速率及流量描述参数无任何限制。,控制信号 当,VC,连接建立或断开时，,AAL5,层必须提供,UP,和,DOWN,事件给,PPP,层的,LCP,状态机。,相关名词介绍,交换机（,SWITCH）,评价交换机时，它的内部处理能力（也称为底板速率）和用于缓存数据的内容容量是两项非常重要的指标。理想情况下，交换机的内部处理能力必须超过所有端口接收数据能力的总和，否则，就会出现阻塞和帧丢弃。同样地，当通信负担较重进，内存不足也会导致帧丢弃。当你评价交换机底盘（,chassis）,的体系结构时，这些因素都是十分关键的。,集线器（,HUB）,相关名词介绍,冲突域和广播域,理解,LAN,交换的关键在于区分冲突域和广播域之间的差别。冲突域是以太网中使用术语，它用于描述共享网络访问的一组网络设备（用户）。,从本质上讲，在任意时刻，冲突域中只能有一个设备或用户进行通信,；一个简单的以太网集线器能够形成一个网络冲突域。对于以太网,LAN,交换机，每个端口构成一个独立的冲突域，它极大减少了访问仲裁量，特别是在每个端口一个用户或设备的情况下。,广播域（在,TCP/IP,网络中通常称为子网）定义了一组设备，它们接收相同的网络广播，这些广播信息主要用于网络寻址。,根据定义，交换机在单个广播域中实现“交换”，路由器在多个广播域或子网之间进行“路由”。,快速信道（,fastonly）,和交织信道（,interleave）,快速信道,的作用是要让位流从发送端送出，通过此路径在最短的时间内抵达接收端，所要求的等待时间为2,ms，,而数据的正确性往往不是很重要，通常这是一些语音包，即使有些微小的丢失，也不会导致过度影响通话品质。,交织信道,的作用是让数据能够正确地抵达接收端，,ADSL,接入网对交织信道所要求的等待时间为20,ms，,也就是说，在交织信道中，以延长等待时间为代价，换取传输数据的正确性。,相关名词介绍,VLAN,与第3层（路由）相比，通过第2层（交换）平整,LAN,的结构能够明显改善整个网的性能。传统的第2层,LAN,交换提倡平整网络结构，充分利用线速交换功能传输数据，不是通过传统的路由器降低网络的速度。,同时，在结构平整的大型网络中，经常会受到大量广播和偶然发生的广播风暴的困扰，它将使网络性能降低。过去，你只能将网络分为更小的网段，各网段之间通过路由器连接。因为路由器通常不传输广播数据。现在，,VLAN,提供了另一种解决方案。,VLAN,VLAN,的标准是802,.1,Q,需要注意的是，并不是所有的,VLAN,都是标准的。802.1,Q,定义了帧标记的标准。规范制定者希望802.1,Q,能够消除,VLAN,中专有性，能与不支持,VLAN,的许多厂商和网络设备集成。标准简化了构建,VLAN,的方案，使得一个企业之间能够实现互操作。,通过,VLAN，,你可以跨越多个,LAN，,创建网络设备的逻辑组。这些逻辑组可能要跨越一个或多个第2层交换机，或者是建立在交换机到交换机基础之上的。逻辑组中可以传输广播数据。一个,VLAN,就定义一个广播域；,创建,VLAN,的技术,你可以通过以下几种技术将通过桥接的网络物理拓扑结构变为一组,VLAN：,根据协议分组,：该技术是指根据协议类型（,IP、IPX,或,Apple Talk）,或网络地址（特定的,IP,子网）分组。,根据,MAC,地址分组,：该技术是指依据网络设备的,MAC,地址确定,VLAN,的成员关系。,根据端口分组,：该技术是指将一台或多台交换机上的若干端口划分互助 。网络设备根据所连接的端口确定成员关系。,TAG,和,UNTAG,用户优先权（,user priority）（,用3位表示，取值范围从0至7）表明帧的优先权。,一位令牌环封装标记（,Token Ring encapsulation flag）,用于指明该帧是否采用,IEEE 802.5,令牌的帧格式。（该标记在帧转换过程中非常重要。）,VLAN,标识符（,VLAN identifier）（VLAN Id,用12位表示）在帧与,VLAN,成员关系之间建立的关联。,子网的划分,A1.0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0,B128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0,C192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0,设定任何网路上的任何设备不管是主机、,PC、Router,等皆需要设定,IP Address，,而跟随着,IP Address,的是所谓的,NetMask,，,这个,NetMask,主要的目的是由,IP Address,中也能获得,NetworkNumber,，,也就是说,IP Address,和,Net Mask,作,AND,而得到,Network Number。,在预设的,Net Mask,都只有255的值，在谈到,Subnet,Mask,时这个值便不一定是255了。在完整一组,C Class,中如203.67.10.0-203.67.10.255,NetMask255.255.255.0，203.67.10.0,称之,Network Number（,将,IP Address,和,Netmask,作,AND），,而203.67.10.255是,Broadcast,的,IP Address，,所以这两者皆不能使用，实际只能使用203.67.10.1-203.67.10.254等254个,IP Address，,这是以255.255.255.0作,NetMask,的结果,Subnet,Mask,的介绍,Subnet,Mask,的介绍,而所谓,Subnet Msk,尚可将整组,C Class,分成数组,Network Number，,这要在,NEtMask,作手脚，若是要将整组,C,CLass,分成2个,Network Number,那,NetMask,设定为255.255.255.128，若是要将整组,C,CLass,分成8组,Network Number,则,NetMask,要为255.255.255.224。,使用,Subnet,是要解决只有一组,C Class,但需要数个,Network Number,的问题，并不是解决,IP Address,不够用的问题，因为使用,Subnet,反而能使用的,IP Address,会变少。,几个常用的命令,ping,这个程序用来检测一帧数据从当前主机传送到目的主机所需要的时间。当网络运行中出现故障时，采用这个实用程序来预测故障和确定故障源是非常有效的。它还提供了许多参数，如,t,使当前主机不断地向目的主机发送数据，直到使用,CtrlC,中断；,n,可以自己确定向目的主机发送的数据帧数等等。,Winipcfg,和,ipconfig,它们用来显示主机内,IP,协议的配置信息。它采用,Windows,窗口的形式显示具体信息。这些信息包括：网络适配器的物理地址、主机的,IP,地址、子网掩码以及默认网关等，还可以查看主机的相关信息如：主机名、,DNS,服务器、节点类型等。其中网络适配器的物理地址在检测网络错误时非常有用。,在,winxp系统下用 ipconfig /all命令,在别的系统下用winipcfg命令,几个常用的命令,tracert,这个程序的功能是判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间。还可以使用参数,d,决定是否解析主机名。,netstat,这个程序有助于我们了解网络的整体使用情况。它可以显示当前正在活动的网络连接的详细信息，如采用的协议类型、当前主机与远端相连主机（一个或多个）的,IP,地址以及它们之间的连接状态等。它提供的常用的参数是：“-,e”,用以显示以太网的统计信息；“-,s”,显示所有协议的使用状态，这些协议包括,TCP、UDP,和,IP，,一般这两个参数都是结合在一起使用的。另外“-,p”,可以选择特定的协议并查看其具体使用信息，“-,a”,可以显示所有主机的端口号，“-,r”,则显示当前主机的详细路由信息。,几个常用的命令,