计算机三级网络技术.ppt
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1、第八章第八章网络技术展望网络技术展望8.1 8.1 网络演变概述网络演变概述8.1.1 网络技术的演变n1 1低速低速高速高速n2 2专用网专用网公用网公用网虚拟专用网虚拟专用网n3 3面向终端的网面向终端的网资源共享网资源共享网n4 4电路交换电路交换报文交换报文交换分组交换分组交换信元交换信元交换n5 5各种通信控制规程各种通信控制规程国际标准国际标准n6 6单一的数据通信网单一的数据通信网综合业务数字通信网综合业务数字通信网n7 7微机到主机微机到主机对等通信对等通信客户客户/服务器服务器网站网站/浏览器浏览器38.1.2 8.1.2 电信网、有线电视网和计算机网电信网、有线电视网和计算
2、机网48.2 8.2 迈向综合网络迈向综合网络8.2.1 8.2.1 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网n1 1窄带窄带ISDN 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62 2宽带宽带ISDNISDN
3、及其关键技术及其关键技术nN-ISDNN-ISDN:带宽窄、业务综合能力有限、网络资源利用率不:带宽窄、业务综合能力有限、网络资源利用率不高。高。nITU-TITU-T在在19881988年开始研究年开始研究B-ISDNB-ISDN时,对其带宽的要求只是时,对其带宽的要求只是“可以支持大于基群(即一次群)速率传输的网络可以支持大于基群(即一次群)速率传输的网络”,现,现在认为在认为B-ISDNB-ISDN的带宽应该在的带宽应该在155Mbps155Mbps以上,这个速率足以以上,这个速率足以支持非压缩的高清晰度电视。支持非压缩的高清晰度电视。nB-ISDNB-ISDN的精髓并不在于其速率,而在
4、于其对业务的综合上。的精髓并不在于其速率,而在于其对业务的综合上。nB-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。nB-ISDN的核心技术是采用ATM实现高效的传输、交换和复用。nB-ISDN的另一个关键技术是满足各种各样的服务质量(QoS)要求。72 2宽带宽带ISDNISDN的业务类型的业务类型n交互式业务: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
5、件、资料、广告的查询等,n分布式业务: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83宽带ISDN的协议参考模型n3 3面和面和3 3层层n3面:用户面、控制面和管理面n3层:物理层、ATM层和ATM适配层 98.2.2 社区宽带网络n1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n2社区宽带网
6、的技术平台n数字用户线路xDSLn有线电视网CATVn计算机网络n3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108.3 8.3 迈向宽带网络迈向宽带网络8.3.1 8.3.1 宽带网络基本技术宽带网络基本技术n1 1传输技术传输技术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 128.3.1 8.3.1 宽带网络基本技术宽带网络基本技术n2 2交换技术交换技术n主要采用ATM技术n3 3接入技术接入技术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138.3.2 SDH8.3.2 SDH技术技术nSDHSDH同步数字体系,对
7、比特率、复帧结同步数字体系,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管理和信息模型等进行了定义nPDHPDH(准同步数字体系)存在弱点(准同步数字体系)存在弱点nITU-TITU-T接受接受SONETSONET(同步光网络)的概念,(同步光网络)的概念,并将其命名为并将其命名为SDH SDH 142 2SDHSDH的特点的特点n具有全世界统一的网络结点接口,简化了具有全世界统一的网络结点接口,简化了信息互通信息互通n具有一套标准化的信息结构等级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具有强大的网络管理功能n所
8、有网络单元都有标准的光接口所有网络单元都有标准的光接口n具有广泛的适应性具有广泛的适应性n适于将来的发展适于将来的发展153 3SDHSDH的速率与帧结构的速率与帧结构nSDHSDH的速率的速率nSDH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。nSDHSDH的帧结构的帧结构块状帧块状帧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。168.3.2 SDH8.3.2 SDH技术技术n4 4SDHSDH
9、的组网形式的组网形式nSDH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n5 5SDHSDH的自愈环的自愈环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178.3.3 ATM技术nATMATM异步传输模式异步传输模式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。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(位,这种
10、定长分组叫做信元(cellcell)n“异步异步”是指是指ATMATM统计时分复用的性质,但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,信元中的每个位常常是同步定时发送的,即通常所说的即通常所说的“同步串行通信同步串行通信”188.3.3 ATM技术nATM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194 4ATMATM协议栈协议栈205 5ATMATM信元结构信元结构216ATM的业务类型n开始时,开始时,ITU-TITU-T根据定时关系、比特率和连接方式根据定时关系、比特率和连接方式定义了定义了A A、B B、C C、D D这这4 4种业务类型:种业务类型:nA类业务
11、: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。n4 4种种ATMATM适配层协议:适配层协议:AAL1AAL1、AAL2AAL2、AAL3AAL3、AAL4AAL4。n将将AAL3AAL3和和AAL4AAL4合并为一种合并为一种AAL3/4AAL3/4nALL3/4ALL3/4太复杂,用太复杂,用AAL5AAL5来取代来取代226 6ATMATM的业务类型的业务类型(续续)nATMATM论坛后来定义了论坛后来定义了5 5种业务类型,用于取种业务类型,用于取代代ITU
12、-TITU-T定义的定义的4 4种种A A、B B、C C、D D业务类型业务类型 237 7ATMATM应用应用n高带宽高带宽ATMATM主干主干nATMATM局域网局域网n中心局的中心局的ATMATM交换机交换机n实时多媒体信息的大规模发布实时多媒体信息的大规模发布248.3.4 8.3.4 接入网技术接入网技术n接入网技术方案接入网技术方案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251接入网的概念262 2接入网的特点接入网的特点n(1 1)主要完成复用、交叉连接和传输功能,不具备交换功能。)主要完成复用、交叉连接
13、和传输功能,不具备交换功能。n(2 2)提供开放的)提供开放的V5V5标准接口,可实现与任何种类的交换设备进行连标准接口,可实现与任何种类的交换设备进行连接。接。n(3 3)光纤化程度高。)光纤化程度高。n(4 4)能提供各种综合业务。)能提供各种综合业务。n(5 5)对环境的适应能力强。)对环境的适应能力强。n(6 6)组网能力强。)组网能力强。n(7 7)可采用)可采用HSDLHSDL、ADSLADSL、有源或无源光网络、有源或无源光网络、HFCHFC和无线网等多种接和无线网等多种接入技术。入技术。n(8 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)接入网可独立于交换机进行
14、升级,灵活性高,有利于引入新业务和向宽带网过渡。务和向宽带网过渡。n(9 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。)接入网提供了功能较为全面的网管系统,给网管带来方便。273 3接入网的功能接入网的功能n用户口功能(用户口功能(UPFUPF)n业务口功能(业务口功能(SPFSPF)n核心功能(核心功能(CFCF)n传送功能(传送功能(TFTF)nANAN系统管理功能(系统管理功能(SMFSMF)284 4xDSLxDSL接入技术接入技术nDSLDigital Subscriber LineDSLDigital Subscriber Line,数字用户线,数字用户线路路nDSLD
15、SL有许多模式,如有许多模式,如ADSLADSL、RADSLRADSL、HADSLHADSL和和VDSLVDSL,统称为统称为xDSLxDSLn以普通电话线为传输媒介的传输技术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接入也需要调制解调,但要比传统的拨号调制解调器(调器(ModemModem)的速率就高得多,原因是:)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。294 4xDSLxDSL接入技术接入技术nxDSLxDSL分类分类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
16、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)30非对称数字用户线(非对称数字用户线(ADSLADSL)n俗称俗称“超级一线通超级一线通”业务业务nADSLADSL接入模型接入模型31非对称数字用户线(非对称数字用户线(ADSLADSL)nADSLADSL标准与速率标准与速率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。nADSLADSL标准标准n下行速率为 8Mb/s,上行速率为n
17、用户端要安装POTS分离器n适用于小型办公室(SOHO)n标准n下行速率为,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325 5光纤接入技术光纤接入技术n接入网中全部或部分采用光纤传输介质,接入网中全部或部分采用光纤传输介质,构成光纤用户环路构成光纤用户环路n光纤接入网(光纤接入网(OANOAN)是指在接入网中用光纤)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,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而是针对接入网环境所专门设计的
18、光纤传输网络。输网络。335 5光纤接入技术光纤接入技术n(1 1)光纤接入网的结构)光纤接入网的结构 n(2 2)光纤接入网的拓扑结构)光纤接入网的拓扑结构n总线型n环型n星型n树型345 5光纤接入技术光纤接入技术n(3 3)光纤接入网的分类)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355 5光纤接入技术光纤接入技术n(4 4)光纤接入方式)光纤接入方式nFTTC:光纤到路边nFTTB:光纤
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