三级网络技术课件8章ppt课件

第八章网络技术展望8.1 网络演变概述Page 38.1.1 网络技术的演变n 1低速高速n 2专用网公用网虚拟专用网n 3面向终端的网资源共享网n 4电路交换报文交换分组交换信元交换n 5各种通信控制规程国际标准n 6单一的数据通信网综合业务数字通信网n 7微机到主机对等通信客户/服务器网站/浏览器Page 48.1.2 电信网、有线电视网和计算机网8.2 迈向综合网络Page 68.2.1 宽带综合业务数字网n 1窄带ISDN n 两种用户/网络接口：n 基本速率接口（Basic Rate Interface，BRI）n 基群速率接口（Primary Rate Interface，PRI）。n “一线通”业务：基本速率接口n 以普通电话的用户线做ISDN用户线n 两条速率均为64kb/s的B信道和一条速率为16kb/s的D信道的接口，即“2BD”接口。n 通过一个适配器（TA），可以用144kbps速率n 主要用于一般ISDN用户，可接一般用户终端及办公室设备等Page 72宽带ISDN及其关键技术n N-ISDN：带宽窄、业务综合能力有限、网络资源利用率不高。n ITU-T在1988年开始研究B-ISDN时，对其带宽的要求只是“可以支持大于基群（即一次群）速率传输的网络”，现在认为B-ISDN的带宽应该在155Mbps以上，这个速率足以支持非压缩的高清晰度电视。n B-ISDN的精髓并不在于其速率，而在于其对业务的综合上。n B-ISDN的目标是实现4个层次上的综合，即综合接入、综合交换、综合传输和综合管理。n B-ISDN的核心技术是采用ATM实现高效的传输、交换和复用。n B-ISDN的另一个关键技术是满足各种各样的服务质量（QoS）要求。Page 82宽带ISDN的业务类型n 交互式业务：n 在用户间或用户与服务提供者之间提供双向信息交换的服务n 包括三种类型：n 会话性业务：支持实时交换的服务，如语音电话、视频电话等n 消息性业务：存储转发服务，如语音、文字和图像的电子邮件业务n 检索性业务：用户从信息库检索公用信息的业务，如文件、资料、广告的查询等，n 分布式业务：n 单向的信息交换服务，用户不需要在每次得到服务的时候都回发一个请求n 包括两种类型 ：n 无用户控制业务：广播给用户，n 有用户控制业务：循环式广播给用户Page 93宽带ISDN的协议参考模型n 3面和3层n 3面：用户面、控制面和管理面n 3层：物理层、ATM层和ATM适配层 Page 108.2.2 社区宽带网络n 1社区宽带网的概念n 社区宽带网（RBB）是接到用户的快速网络，网络速率应该以支持视频，通常至少是2Mbps。n 连接普通家庭用户终端设备和信息高速公路之间的桥梁，覆盖了接入网和用户驻地网两者的范围n 组成：业务提供者、传送网、接入网和家庭网n 2社区宽带网的技术平台n 数字用户线路xDSLn 有线电视网CATVn 计算机网络n 3社区宽带网提供的服务n 社区服务、电子商务n 娱乐项目、网络教育项目8.3 迈向宽带网络Page 128.3.1 宽带网络基本技术n 1传输技术n 光纤技术n 波分复用技术是增加光纤传输容量的主要技术手段 Page 138.3.1 宽带网络基本技术n 2交换技术n 主要采用ATM技术n 3接入技术n 是整个宽带网络中与用户相连的最后一段n 包括两方面：n 网络的宽带化n 业务的综合化Page 148.3.2 SDH技术n SDH同步数字体系，对比特率、复帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义n PDH（准同步数字体系）存在弱点n ITU-T接受SONET（同步光网络）的概念，并将其命名为SDH Page 152SDH的特点n 具有全世界统一的网络结点接口，简化了信息互通n 具有一套标准化的信息结构等级n 具有强大的网络管理功能n 所有网络单元都有标准的光接口n 具有广泛的适应性n 适于将来的发展Page 163SDH的速率与帧结构n SDH的速率n SDH信号最基本的模块信号是STM-l，其速率为155.520 Mbps。n 更高等级的STM-N是将STM-1同步复用而成，n 例如，STM-4的速率是155.520 Mbps4=622.080 Mbps。n SDH的帧结构块状帧n 段开销（SOH）区域n 信息净负荷（Payload）区域n 管理单元指针（AUPTR）区域。Page 178.3.2 SDH技术n 4SDH的组网形式n SDH的网络单元有终端复用器、分插复用器ADM、数字交叉连接设备DXC等n 5SDH的自愈环n 无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所承载的业务，使用户不会感到网络已经出了故障n 其基本原理就是使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力Page 188.3.3 ATM技术n ATM异步传输模式n 建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。n 采用固定长度的分组作为传输和交换的单位，这种定长分组叫做信元（cell）n “异步”是指ATM统计时分复用的性质，但信元中的每个位常常是同步定时发送的，即通常所说的“同步串行通信” Page 198.3.3 ATM技术n ATM的特点n 信元传输n 面向连接n 统计多路复用n 服务质量Page 204ATM协议栈Page 215ATM信元结构Page 226ATM的业务类型n 开始时，ITU-T根据定时关系、比特率和连接方式定义了A、B、C、D这4种业务类型：nA类业务：实时、恒定比特率、面向连接的业务；nB类业务：实时、可变比特率、面向连接的业务；nC类业务：非实时、可变比特率；面向连接的业务；nD类业务：非实时、可变比特率、无连接的业务。n 4种ATM适配层协议：AAL1、AAL2、AAL3、AAL4。n 将AAL3和AAL4合并为一种AAL3/4n ALL3/4太复杂，用AAL5来取代Page 236ATM的业务类型(续)n ATM论坛后来定义了5种业务类型，用于取代ITU-T定义的4种A、B、C、D业务类型 Page 247ATM应用n 高带宽ATM主干n ATM局域网n 中心局的ATM交换机n 实时多媒体信息的大规模发布Page 258.3.4 接入网技术n 接入网技术方案n 以现有电话网铜线为基础的DSL技术n 以电缆电视工业为基础的电缆调制解调器技术n 光纤网络接入技术n 无线卫星接入技术Page 261接入网的概念Page 272接入网的特点n （1）主要完成复用、交叉连接和传输功能，不具备交换功能。n （2）提供开放的V5标准接口，可实现与任何种类的交换设备进行连接。n （3）光纤化程度高。n （4）能提供各种综合业务。 n （5）对环境的适应能力强。 n （6）组网能力强。n （7）可采用HSDL、ADSL、有源或无源光网络、HFC和无线网等多种接入技术。 n （8）接入网可独立于交换机进行升级，灵活性高，有利于引入新业务和向宽带网过渡。n （9）接入网提供了功能较为全面的网管系统，给网管带来方便。Page 283接入网的功能n 用户口功能（UPF）n 业务口功能（SPF）n 核心功能（CF）n 传送功能（TF）n AN系统管理功能（SMF）Page 294xDSL接入技术n DSLDigital Subscriber Line，数字用户线路n DSL有许多模式，如ADSL、RADSL、HADSL和VDSL，统称为xDSLn 以普通电话线为传输媒介的传输技术n 接入也需要调制解调，但要比传统的拨号调制解调器（Modem）的速率就高得多，原因是：nxDSL只是利用电话网的用户环路，而不是整个网络n距离有限，就可能提升传输速率。Page 304xDSL接入技术n xDSL分类n按上行（用户到交换局）和下行（交换局到用户）的速率是否相同可分为对称型和非对称型两种n对称型n高比特率数字用户线（HDSL）n单线路高速数字用户线（SDSL）n基于ISDN的数字用户线（IDSL）n非对称型n非对称数字用户线（ADSL）n甚高速数字用户线（VDSL）n速率自适应数字用户线（RADSL）Page 31非对称数字用户线（ADSL）n 俗称“超级一线通”业务n ADSL接入模型Page 32非对称数字用户线（ADSL）n ADSL标准与速率nADSL的非对称性表现在局端到用户端下行速率和用户端到局端上行速率不同。n ADSL标准nG.DMTn下行速率为 8Mb/s，上行速率为1.5Mb/sn用户端要安装POTS分离器n适用于小型办公室（SOHO）nG.Lite标准n下行速率为1.5Mb/s，上行速率为512kb/s，n不需要安装POTS分离器，成本较低且便于安装n适用于普通家庭Page 335光纤接入技术n 接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路n 光纤接入网（OAN）是指在接入网中用光纤作为主要传输媒介来实现信息传输的网络形式，它不是传统意义上的光纤传输系统，而是针对接入网环境所专门设计的光纤传输网络。Page 345光纤接入技术n （1）光纤接入网的结构 n （2）光纤接入网的拓扑结构n 总线型n 环型n 星型n 树型Page 355光纤接入技术n （3）光纤接入网的分类n 有源光网络（AON）n 采用电复用器分路n 从局端设备到用户分配单元之间均用有源光纤传输设备n 无源光网络（PON）n 采用光分路器n 从局端设备到用户分配单元之间不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器等无源器件连接而成的光网络Page 365光纤接入技术n （4）光纤接入方式n FTTC：光纤到路边n FTTB：光纤到楼n FTTH：光纤到家ONUONUONU光分路器OOO光缆分路器交换端局用户室内铜缆引入线配线FTTHFTTOFTTCFTTZFTTBFTTF到路边用户楼内多对双绞线用户Page 376HFC接入技术n HFCHybrid Fiber-coaxial Cable，光纤到同轴电缆混合网n 以现有的有线电视网（CATV）为基础n 采用模拟频分复用技术，综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术Page 38（1）HFC的技术分类n 从技术上可以分n动态分配带宽速率n固定带宽速率n 从传输方式上可分n对称型n上/下行信号各占用一个普通频道8M带宽，上/下行信号可能采用不同的调制方法，传输速率相同n非对称型n下行速率要大于上行速率n上行速率一般在200kbps到2Mbps之间，信道一般采用QPSK调制方式n下行速率一般在3Mbps到10Mbps之间，信道采用QPSK或QAM调制方式Page 39（2）HFC的基本结构n 光缆作为干线传输网，呈星型或环型分布n 光缆干线一直延伸到城市的市内居民和办公小区以及郊区的县乡村，形成许多光节点n 从光节点开始，通过传统的同轴电缆将业务信号送到最终用户Page 40（3）HFC的频谱Page 41（4）电缆调制解调器（Cable Modem）n HFC用户进行数据接入的装置n 主要功能：n将数字信号调制到射频信号以及将射频信号中的数字信息解调出来n 配置：n两个接口n包括调制解调、电视接收调谐、加密解密和协议适配等部分n 特点：n上网无须拨号，随时在线连接Page 42（5）HFC的数据传输过程n 采用“幅载波调制”方式n 基频调制：将数字信号转换成模拟信号n 上转频：将基频信号转换转换到某个电视频道n 电缆传输n 下转频：电缆调制解调器将信号转换为基频信号n 解调：将模拟信号转换成数字信号Page 437无线接入技术n （1）无线接入的分类n 固定无线接入n 从业务节点到固定用户终端采用无线技术的接入方式，用户终端不含或仅含有限的移动性。此方式是用户上网浏览及传输大量数据时的必然选择，主要包括卫星、微波（LMDS）、扩频微波、无线光传输和特高频。n 移动无线接入n 用户终端移动时的接入，包括移动蜂窝通信网（GSM、CDMA、TDMA、CDPD）、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信网以及个人通信网等。Page 44（2）移动蜂窝接入n GSM：全球移动通信系统n CDMA：码分多址n GPRS：通用分组无线业务n 3G：第三代通信n 主流标准：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA 三种，其中TD-SCDMA由我国大唐电信公司提出n 4G ：第四代通信Page 45（3）卫星通信接入n VSAT（甚小型天线地面站）接入n最大传输速率2Mbpsn天线口径小于2.4mn由卫星、枢纽站和许多小型地面站组成n DBS（数字直播卫星）接入技术n利用同步轨道的通信卫星n通过卫星天线和卫星接收Modem接收数据n天线直径：0.45m或0.53mn下载速率：400kbps，n广播速率：12Mbps。Page 46 （4）Wi-Fi接入技术n IEEE 802.11无线局域网n 蓝牙技术n 工作频率2.4GHzn 数据速率1Mbpsn 传输距离10cm10mn HomeRFn 主要为家庭网络设计，HomeRF采用了IEEE 802.11标准中的CSMA/CA模式，旨在降低语音数据成本。HomeRF也采用于扩频技术，工作在2.4GHt频带，能同步支持4条高质量语音信道n HiperLANl（高性能无线局域网）n 地位相当于802.1lb，但二者互不兼容n HiperLAN2标准对应于IEEE 802.11a，工作在5GHz频带，采用的调制技术也是正交频分复用，数据速率可高达54MbpsPage 47（5）LMDS接入技术n LMDS本地多点分配业务n 一种微波宽带技术n 工作频段:24GHz39GHzn 属于固定无线接入网n 覆盖范围：35km，并可相互重叠。n 四部分组成：n 网络运行中心、光纤基础设施、基站和用户站设备Page 488以太网接入技术n 俗称“宽带王”，提供10/100Mbps因特网宽带接入服务n 由局侧设备和用户侧设备组成n 局侧设备提供于IP骨干网连接的接口n 用户侧设备提供与用户终端计算机相接的10/100Base-T接口n 比较理想的组网方案是FTTx+LAN8.4 迈向全球多媒体网络Page 508.4.1 全球多媒体网络的特性n 1异构性n 指网络应付大量不同的传输技术、终端技术以及应用的能力n 2服务质量n 在网络和终端设备内预留资源的能力，以确保满足性能指标。n 3移动性n 网络提供移动访问点的能力n 4扩展性n 网络适应未来新的各种各样的应用和用户的需求n 5安全性n 网络确保用户通信不被截获和其他装置不被跟踪的能力Page 518.4.2 全球多媒体网络的技术领域n 1组网技术n组网技术关心的是在服务提供者和消费者之间提供优质的端-端的传输。n组网技术主要包括：传送、多路复用、交换和路由、通信协议、监控（计费和安全）以及网络管理等。n 2信号处理技术n信号处理关心的是编码、压缩、存储以及视频、音频和图像信号的回放。n信号处理技术包括编码、压缩、加密、纠错算法以及这些算法用硬件或软件实现的方法。n 3应用技术n应用技术关心的是开发通用的应用程序，以易于开发用户的应用。典型考题分析 Page 53n 【例8-1】关于网络技术的发展趋势，以下哪种说法是不正确的？_（2003年4月）A）网络由面向终端向资源共享发展B）网络由单一的数据通信网向综合业务数字通信网发展C）网络由分组交换向报文交换发展D）网络由对等通信方式向网站/浏览器方式发展n 答案：CPage 54n 【例8-2】一般来说，有线电视网采用的拓扑结构是_。（2005年4月）A）树型B）星型C）总线型D）环型n 答案：APage 55n 【例8-3】窄带ISDN提供的“一线通”业务将B信道和D信道合并为一个数字信道使用，其速率为_。（2005年9月）A）512 kbpsB）144 kbpsC）128 kbpsD）64 kbpsn 答案：BPage 56n 【例8-4】B-ISDN协议分为3面和3层，其中控制面传送_信息，完成用户通信的建立、维护和拆除。（2005年4月）n 答案：信令Page 57n 【例8-5】宽带ISDN可以提供 I可视电话 II电子邮件 III图文电视 IV会议电视 V档案检索等业务。在这些业务中，属于会话型业务的有_。（2003年9月）A）I、II和VB）III、IV和VC）I和IVD）I、II、III、IV和Vn 答案：CPage 58n 【例8-6】光纤通信采用的亮度调制方法属于_。（2004年4月）A）振幅键控ASK调制B）频移键控FSK调制C）相移键控PSK调制D）波分复用WDMn 答案：DPage 59n 【例8-7】SDH自愈环技术要求网络设备具有发现替代_并重新确立通信的能力。（2006年4月）n 答案：传输路由Page 60n 【例8-8】SDH信号最重要的模块信号是STM-1，其速率为_。（2002年9月）A）622.080MpbsB）122.080MpbsC）155.520MpbsD）2.5Gpbsn 答案：CPage 61n 【例8-9】ATM技术最大的特点是它能提供_。（2005年4月）A）最短路由选择算法B）速率服务C）QoS服务D）互联服务n 答案：CPage 62n 【例8-10】ATM技术对传输的信元进行CRC校验。此校验是针对_。（2006年4月）A）信元B）仅信元头部C）仅载荷D）仅信道标识n 答案：BPage 63n 【例8-11】在ATM信元中有两个字段用来标识逻辑信道的连接，这两个字段是虚路径标识符字段和_字段。（2003年4月）n 答案：虚信道标识或VCIPage 64n 【例8-12】接入网技术复杂、实施困难、影响面广。下面哪一种技术不是典型的宽带网络接入技术？_（2002年9月）A）数字用户线路接入技术B）光纤/同轴电缆混合接入技术C）电话交换网络D）光纤网络n 答案：CPage 65n 【例8-13】以下关于xDSL技术的说法中，哪个是错误的？_（2006年4月）A）xDSL 采用数字用户线路B）xDSL可以提供128kbps以上带宽C）xDSL的上下行传输必须对称D）xDSL接入需要使用调制解调器n 答案：CPage 66n 【例8-14】以下关于 ADSL 技术的说法，哪个是错误的？_（2006年9月）A）ADSL 可以有不同的上下行传输速率B）ADSL 可以传送数据、视频等信息C）ADSL 信号可以与语音信号在同一对电话线上传输D）ADSL 可以为距离 10km 的用户提供 8Mbps 下行信道n 答案：DPage 67n 【例8-15】关于ADSL，以下哪种说法是错误的？_（2003年9月）A）ADSL的传输速率通常比在PSTN上使用传统的MODEM要高B）ADSL可以传输很长的距离，而且其速率与距离没有关系C）ADSL的非对称性表现在上行速率和下行速率可以不同D）在电话线路上使用ADSL，可以同时进行电话和数据传输，两者互不干扰n 答案：BPage 68n 【例8-16】ADSL的非对称性表示在_。（2002年9月）n 答案：下行速率和上行速率不同 （或 局端到用户端下行速率和用户端到局端上行速率不同） Page 69n 【例8-17】HFC传输网络使用的传输介质为光纤和_。（2004年9月）n 答案：同轴电缆Page 70n 【例8-18】HFC电缆调制解调器一般采用的调制方式为_。（2004年9月）A）调幅式B）调相式C）幅载波调制式D）码分多址调制式n 答案：CPage 71n 【例8-19】在光纤接入技术网中指光纤到户的是_。A）FTTBB）FTTCC）FTTHD）FTTOn 答案：CPage 72n 【例8-20】在蜂窝移动通信系统中，多址接入方法主要有频分多址接入、时分多址接入与_。（2003年4月）n 答案：码分多址接入Page 73n 【例8-21】蓝牙技术一般用于_米之内的手机、PC、手持终端等设备之间的无线连接。（2006年9月）n 答案：10Page 74n 【例8-22】如果电缆调制解调器使用8MHz的频带宽度，那么在利用64QAM时，它可以提供的速率为_。（2003年4月）A）27MbpsB）36MbpsC）48MbpsD）64Mbps n 答案：C