计算机三级网络技术（1）

计算机三级网络技术（1）

宽带城域网的结构

宽带城域网的逻辑结构

完整的宽带城域网包含三个平台：网络平台、业务平台、管理平台和一个出口：城市宽带，出口主要与国家主干网进行连接。

宽带城域网各层主要功能：

  1. 核心交换层的基本功能：
  • 核心交换层将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速转发，为整个城域网提供一个高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境；
  • 核心交换层实现与主于网络的互联，提供城市的宽带IP数据出口；
  • 核心交换层提供宽带城域网的用户访问Internet所需要的路由服务。
  1. 汇聚层的基本功能：

  • 汇接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换；

  • 根据汇聚接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先级管理以及安全控制、地址转换、流量整形等处理；

  • 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或本地讲行路由处理。

  1. 接入层的基本功能：
  • 接入层解决的是“最后一公里”问题。通讨各种接入技术，连接最终用户，为它所覆盖范围内的用户提供访问 Internet以及其他的信息服务。

三层结构思想：上层负责下层的数据汇聚；核心层提供出口与QoS、汇聚本地路由，接入服务用户。

管理和运营宽带城域网的关键技术

  • 带宽管理；

  • 网络管理；

  • QoS；

  • 用户管理；

  • IP地址的分配与地址转换；

  • 多业务接入；

  • 统计与计费；

  • 网络安全等。

  1. 网络管理：
  • 带内网络管理是指利用传统的电信网络，通过数据通信网（DCN）或公共交换电话网（PSTN）拨号，对网络设备讲行数据配置；
  • 带外网络管理是指利用IP网络及协议进行网络管理，是利用简单网络管理协议（SNMP）建立网络管理系统；
  • 对汇聚层以下采用带内管理，而对汇聚层及其以上设备采取带外管理。
  1. Qos:

  • 在宽带城域网业务中有多媒体业务、数据业务与普通的语音服务；网络服务质量表现在延时、抖动吞吐量和丢包率等几个方面；

  • 目前宽带城域网保证QoS要求的技术主要有：资源预留（RSVP）、区分服务（Diffserv）与多协议标记交换（MPLS）。

  1. 用户管理:

宽带城域网的用户管理应该包括用户认证与接入管理、计费管理等，能够为用户提供带宽保证，实现流量工程。

  1. IP地址分配与地址转换：

为了解决IP地址不足的问题，目前的基本方案是使用内部专用IP地址与网络地址转换（NAT）技术，只为宽带城域网的关键设备与特殊用户分配固定的公用IP地址。

构建宽带城域网的基本技术与方案

  1. 基于10GE技术的宽带城域网

光以太网是以太网与DWDM技术相结合的产物，可运营光以太网的设备和线路必须符合电信网络99.999%的高运行可靠性，并具备以下特征：

  • 能够根据终端用户的实际应用需求分配带宽，保证带宽资源充分、合理地应用；

  • 具有认证与授权功能，用户访问网络资源必须经过认证和授权，确保用户和网络资源的安全及合法使用。支持VPN和防火墙，可以有效地保证网络安全；

  • 支持MLPS（多协议标签交换），具有一定的服务质量保证，提供分等级的QoS网络服务；

  • 提供计费功能，能及时获得用户的上网时间记录和流量记录，支持按上网时间、用户流量计费或提供包月计费方式，支持实时计费；

  • 能够方便、快捷、灵活地适应用户和业务的扩展。

  1. 基于弹性分组环技术的宽带城域网

RPR采用双环结构，有内环和外环，两个RPR结点之间的裸光纤的最大长度可达到100km，两环均有实现“自愈环”的功能，均可以传输数据分组与控制分组，且可用统计时分多路复用的方法传输IP分组。

注意：内环传输方向逆时针，外环传输方向顺时针。

特点1:公平性好

RPR环中毎个结点都执行SRP公平算法，使得结点之间能够获得平等的带宽，防止个结点因流量过大而造成环拥塞。同时，RPR环还支持加权公平法则和入口、出口峰值速率限制，用以保证能够根据用户购买的带宽提供相应的服务。

特点2:带宽的利用率高

RPR采用双环结构传输数据分组和控制分组，并限制数据帧只在源结点与目的结点之间的光纤段上传输，当源结点成功地发送—个数据帧之后，这个数据帧要由目的结点从环中收回。如此，该数据帧将不再占用下游段的环带宽，从而提高了环带宽的利用率。

特点3:保证服务质量

RPR环对不同的业务数据分配不同的优先级，以保证高优先级信息的可靠传输，从而保证了网络的服务质量。

特点4:快速保护和恢复能力强大

RPR有自愈环的功能，能够在50ms的时间内，隔离出现故障的结点和光纤段，并可在没有专用带宽的前提下即能够提供SDH级的快速保护和恢复。

网络接入技术与方法

  1. 宽带接入技术的基本类型

从用户接入的角度，宽带接入可以分为接入技术与接入方式两种类型，其中接入方式与用户工作环境与需求相关。

从技术实现的角度，目前宽带接入技术主要有数字用户线（xDSL）技术、光纤同轴电缆混合网（HFC）技术、光纤接入技术、局域网接入技术以及无线接入技术。其中，无线接入又可以分为无线局域网接入、无线城域网接入与无线 Ad hoc接入。

  1. 各种接入技术

（1）数字用户线xDSL接入技术

xDSL中x的意思是表示它的不同类型，例如，可以理解x是A、H或RA等，它们对应于不同的数字用户线技术。xDSL技术根据上行（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速率对称型和速率非对称型两种。

根据信号传输的速率、距离以及上行速率与下行速率的不同，xDSL技术主要可以分为以下几种。

  • 非对称数字用户线 （Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）；

  • 高比特率数字用户线（ High bitrate DSL，HDSL）；

  • 速率自适应数字用户线（ Rate adaptive DSL， RADSL）；

  • 甚高比特率数字用户线 （Very high bit rate DSL，VDSL）。

xDSL的上行与下行速率：

注意记忆是否对称。

ADSL的技术特点主要表现在如下几个方面。

  • 能够利用现有的用户电话铜双绞线，以重叠和不干扰传统模拟电话业务的方式，即普通电话业务（POTS）的方式，提供高速数字业务。ADSL允许用户在保留已有的模拟电话业务的同时，进行Internet在线访问视频点播（VOD）等新型宽带业务；

  • 该技术与本地环路的实际参数以及用户电话铜双绞线的特性关系都不大，所以用户不需要进行电缆的重新铺设；

  • 上行速率在64kbit/s到640kbit/s，下行速率在500kbit/s到7Mbit/s。用户可以根据需要自行选择。

（2）光纤同轴电缆混合网（HFC）

①光纤同轴电缆混合网的基本结构

HFC由电视头端、长距离干线、放大器、馈线与下引线组成。

HFC是新代的有线电视网络，是一个双向传输系统，光纤结点通过同轴电缆下引线可以为500到2000个用户服务。

HFC改善了信号质量，提高了可靠性，线路可以使用的带宽甚至可以达到1GHz。

从用户接入的角度来看，光纤到HFC是经过双向改造的有线电视网络，是用户通过有线电视宽带接入Internet的一种重要的方式。

HFC是使用Cable Modem将用户计算机和电缆连接起来，通过有线电视宽带接入Internet的，数据传输速率可达10Mbit/s到36Mbit/s。

②电缆调制解调器（Cable Modem）。

Cable Moden把用户计算机与有线电视同轴电缆连接起来，不仅有调制解调功能，也带有加密解密和协议适配，以及网桥、路由器与集线器的部分功能。Cable Modem利用频分复用的方法，将双向信道分为：从计算机终端到网络方向称为上行信道，从网络到计算机终端方向称为下行信道。

从数据传输方向上，Cable Modem可以分为单向、双向两类。

从传输方式上，Cable Modem可以分为双向对称式传输和非对称式传输两类。

从同步方式上，Cable Modem可以分为类似于 Ethernet的同步交换和类似于ATM技术的异步交换两类。

从接入的角度，Cable Moden可以分为个人Cable moden和宽带多用户Cable modem。

从接口的角度，Cable Modem可分为外置式、内置式和交互式机顶盒3种。

（3）光纤接入技术

APON（宽带无源光网络）是ATMPON的简称。ATM是一种基信元的传输协议，能为接入网提供动态的带宽分配，从而更适合宽带数据业务的需要。

EPON（以太网无源光网络）是基于以太网的PON技术。EPON采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务，EPON是一种实现光纤到户的重要技术。

无源光纤网（PON）是ITU“基于无源光纤网的高速光纤接入系统”下进行标准化的。

OC-3，155.520Mbit/s的对称业务。

上行OC-3，155.520Mbit/s；下行OC-12，622.080Mbit/s的不对称业务。

注意：已知OC-3的速率，其余OC的速率可以以3为分母算倍率。如OC-1速率为51.84Mbit/s，是OC-3的三分之一。

传输介质可以是一根或两根单模光纤，双向传输通过波分复用（一根或两根光纤）实现。

（4）宽带无线接入技术

①无线接入技术的分类与应用。

无线接入技术主要有IEEE 802.11标准的无线局域网（WLAN）接入、IEEE 802.16标准的无线城域网（WMAN）接入，以及正在发展的 Ad hoc接入技术几种。

近距离使用可采用IEEE 802.11标准的无线局域网技术，它可以满足一定地理范围内的用户无线接入需求；远距离使用则采用IEEE 802.16标准的 WiMAX技术，该技术可以在50km范围内提供最高70 Mbit/s的传输速率。

IEEE 802.11标准与IEEE 802.16标准均针对无线环境，但由于适用对象不同，采用的技术与协议解决问题的重点也不相同。IEEE 802.11标准的重点在解决局域网范围的移动节点通信问题，而IEEE 802.16标准的重点是解决建筑物之间的数据通信问题。

②IEEE802.1标准与无线局域网。

  • IEEE 802.11定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，数据传输速率为 IMbit/s或2 Mbit/s;

  • IEEE 802.11a将传输谏率提高到54 Mbit/s；

  • IEEE 802.11b定义了使用直序扩频技术，传输速率为 1 Mbit/s、2 Mbit/s、5.5 Mbit/s与1 Mbit/s。

③IEEE 802.16标准与无线城域网。

  • 按IEEE 802.16标准建立采用全双工、宽带通信方式工作的基站；

  • IEEE 802.16标准规定了无线网络使用更高的、毫米波的10~66GHz波段的频率；

  • 在IEEE 802.16标准上增加了两个物理层标IEEE 802.16d与IEEE 802.16e；

  • 与IEEE 8026标准工作组对应的论坛组织是WiMAX，最高的传输率为134Mbit/s。

注意记忆固定/移动。

posted @ 2021-01-30 09:35  五仁小奶牛  阅读(1321)  评论(0)  编辑  收藏  举报