第十八讲

1. 第十八讲

2. 2．光纤接入技术 (1) 光纤接入技术概述 • 光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰和保密性强等优点，它在数据传输网和交换网中都有广泛应用，在接入网中，也得到了发展。

3. 光纤宽带接入将会取代现有的电话拨号、ISDN和ADSL，成为因特网接入的首选方式。光纤宽带接入将会取代现有的电话拨号、ISDN和ADSL，成为因特网接入的首选方式。 • 光纤接入宽带网属于MAN的范畴，通过光纤将LAN接入MAN的，在实现与其它LAN高速连接的同时，实现与因特网的高速连接。

4. 光纤宽带接入网的硬件设备有光收发器、路由器和光缆网卡。光纤宽带接入网的硬件设备有光收发器、路由器和光缆网卡。 • 光纤收发器用于实现光纤到双绞线的连接，进行光电转换；

5. 路由器需有高速端口，实现10Mbps或更高速率的连接。在与Internet接入时，路由器的主要作用有二：路由器需有高速端口，实现10Mbps或更高速率的连接。在与Internet接入时，路由器的主要作用有二： 一是连接不同类型的网络 二是实现网络安全。

6. (2) 光纤接入网基本结构 • OAN(光纤接入网)主要传输介质为光纤，而交换局交换的和用户端接收的均为电信号，所以在用户端和交换局端都要进行电/光(E/O)和光/电(O/E)转换，才能实现中间线路的光信号传输。

7. 光纤宽带接入网的拓扑结构有：总线型、环型、星型和树型。光纤宽带接入网的拓扑结构有：总线型、环型、星型和树型。 • 总线结构：以光缆为公共总线，各用户端通过某种耦合器与总线直接连接构成。 • 环型结构：所有节点共用一条光纤线路，线路首尾相接构成封闭式回路。

8. 星型结构：各用户终端通过一个具有控制和交换功能的耦合器进行信息交换。星型结构：各用户终端通过一个具有控制和交换功能的耦合器进行信息交换。 • 树型结构：为分级结构，采用多个分路器，将信号逐级分配，最高端级具有很强的控制和协调能力。

9. (3) 光纤接入网的分类 • 根据光网络单元ONU与用户的距离，光纤接入网OAN可分为若干种专门的传输结构。主要有：光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到远端节点(FTTR)、光纤到社区(FTTZ)、光纤到家庭(FTTH)和光纤到办公室(FTTO)等。

10. FTTC(光纤到路边)： • 在FTTC结构中，ONU是设置在路边的分线盒或交换箱。ONU到用户之间部分是双绞线对，该段也可采用同轴电缆，这时可传输宽带图像业务。

11. FTTB(光纤到大楼)： • FTTB是FTTC的一个变形，不同之处在于将ONU直接放在楼内，并由多对双绞线将业务分送各个用户。

12. FTTH(光纤到家庭)： • 如将FTTC设在路边的ONU移到家庭中，就形成了 FTTH结构。FTTH也将是接入网最终的解决方案，即从本地交换机到用户全部都采用光纤线路，从而为用户提供宽带交互式业务，且可避免外界干扰、便于供电等。

13. 从技术角度看，FTTC、FTTR、FTTZ、FTTB基本接近，没有实质性区别；从技术角度看，FTTC、FTTR、FTTZ、FTTB基本接近，没有实质性区别； • 从运营角度看，业务量最大、用户需求最迫切的是FTTB，因为目前FTTH成本还是较高，多数用户难以接受。

14. 3．HFC接入技术 • HFC(Hybrid Fiber Coax)是光纤/同轴电缆混合接入网。HFC网是一种综合了频分复用、数字传输、光纤和同轴电缆技术、射频技术的智能宽带接入网，是有线电视网(CATV)和电话网结合的产物。

15. HFC是基于有线电视网、以同轴电缆为最终接入的宽带网络系统。HFC是基于有线电视网、以同轴电缆为最终接入的宽带网络系统。 • 通过有线电视宽频上网，使用Cable Modem(电缆调制解调制器)，传输速率可达10Mbps—36Mbps。

16. 通过HFC网传输数据，可以覆盖整个大、中城市。如果通过改造后有线电视宽频网的光纤主干线能到大楼，实现全数据网络，传输速率可达1G以上。通过HFC网传输数据，可以覆盖整个大、中城市。如果通过改造后有线电视宽频网的光纤主干线能到大楼，实现全数据网络，传输速率可达1G以上。

17. HFC除了实现高速上网外，还可实现可视电话、远程医疗、IP电话和VOD服务，成为事实上的信息高速公路。HFC除了实现高速上网外，还可实现可视电话、远程医疗、IP电话和VOD服务，成为事实上的信息高速公路。 • HFC的特点：覆盖范围大、信号衰减小、噪声低，是理想的CATV传输技术。

18. HFC以光缆作为CATV网络干线、同轴电缆为辅助线建立的用户接入网络。该网络连接用户区域的光纤节点，再由节点通过750MHz的同轴电缆将有线电视信号送到最终用户。Cable Modem在网中采用IP协议，传输IP分组。

19. 有线接入网发展的一个重要趋势是FTTC和HFC融合。FTTC+HFC主干系统共缆光纤分别传送数字和模拟信号，两类信息由设置于路边的光网络单元分别恢复成各自的基带信号后，语音信息经双绞线送到用户，而数字和模拟视频信号经同轴电缆送到用户。有线接入网发展的一个重要趋势是FTTC和HFC融合。FTTC+HFC主干系统共缆光纤分别传送数字和模拟信号，两类信息由设置于路边的光网络单元分别恢复成各自的基带信号后，语音信息经双绞线送到用户，而数字和模拟视频信号经同轴电缆送到用户。

20. Cable Modem • 顾名思义，Cable Modem是适用于电缆传输体系的调制解调器，其主要功能是将数字信号调制成射频信号，并可将射频信号中的数字信息解调出来；此外，它还提供标准的以太网接口，还可完成网桥、路由器、网卡和集线器的部分功能。因此它的结构比传统Modem复杂得多。

21. Cable Modem与传统Modem在原理上基本相同，都是将数据调制成模拟信号在电缆的一个频率范围内传输，接收时再解调为数字信号。不同之处在于：Cable Modem是通过有线电视的某个传输频带而不是经过电话线进行解调。

22. 另外，普通Modem所使用的电话线由用户独享，而Cable Modem属于共享介质系统，其余空闲频段仍可用于传输有线电视信号。

23. 分线盒 光纤节点1 Cable Modem PC 光放大器 头端 TV 光纤节点2 光纤节点n 光放大器 前端部分 光纤干线部分 用户部分 HFC 网结构

24. Cable Modem也类似于ADSL，提供非对称的双向信道，上行信道采用载波频率范围在5M—42MHz之间，由于该段易受家用电器噪声干扰，因此采用抗干扰能力强的调制方式，可实现128K— 10Mbps的传输速率。

25. 下行信道载波频率范围在42M—750MHz之间，一般采用QPSK和QAM调制方式，可实现27M— 36Mbps的传输速率。 • Cable Modem的特点：性能价格比高；非对称专线连接、不受连接距离限制、平时不占用带宽(只在下载和发送数据瞬间占用带宽)、上网看电视两不误。

26. 每个有线电视的频宽为8MHz，HFC网络的频宽为750M，所以整个频宽可支持近90个频道。在HFC网络中，目前有大约33个频道留给数据传输(550 —750MHz范围)，整个频宽相当可观。

27. 4．宽带无线接入技术 • 宽带无线接入技术是基于Mpeg(活动图像数字压缩编码)技术，为适应交互式多媒体业务和IP应用的一种双向宽带接入技术。宽带无线接入网是由部分或全部采用无线电波传输媒介连接业务接入节点和用户终端构成的。

28. 宽带无线接入网提供的业务有电话、传真和短信息服务，还将扩展到图像和数据服务。宽带无线接入网提供的业务有电话、传真和短信息服务，还将扩展到图像和数据服务。 • 无线接入网可分为固定无线接入网和移动无线接入网两类。

29. 固定无线接入网是指从业务接入点到用户终端部分或全部采用无线方式，为固定位置的用户或仅在小范围内移动的用户提供服务。用户终端主要有电话机、传真机和计算机等，实现方式包括VSAT、一点多址微波系统和直播卫星系统等。固定无线接入网是指从业务接入点到用户终端部分或全部采用无线方式，为固定位置的用户或仅在小范围内移动的用户提供服务。用户终端主要有电话机、传真机和计算机等，实现方式包括VSAT、一点多址微波系统和直播卫星系统等。

30. 一种崭新的固定无线宽带接入技术是本地多点分配业务LMDS。大多数国家将27.5 GHz--29.5GHz定为LMDS频段。LMDS具有更高带宽和双向数据传输特点，可提供多种宽带交互式数据和多媒体业务。

31. 移动无线接入网主要为行进中和位置不固定的用户提供服务，用户终端主要有手机、车载电话等。实现方式有全球移动通信系统GSM、卫星移动通信系统、无线寻呼和集群调度系统等。移动无线接入网主要为行进中和位置不固定的用户提供服务，用户终端主要有手机、车载电话等。实现方式有全球移动通信系统GSM、卫星移动通信系统、无线寻呼和集群调度系统等。

32. 移动无线接入网包括蜂窝区移动电话网、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信系统等。无线用户环路目前正从模拟系统向数字系统发展。移动无线接入网包括蜂窝区移动电话网、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信系统等。无线用户环路目前正从模拟系统向数字系统发展。

33. 无线接入网几乎涉及无线传输的所有技术，如信源编码、信道编码、调制解调、放大与滤波、发射与接收、频段与天线、差错控制等。无线接入网几乎涉及无线传输的所有技术，如信源编码、信道编码、调制解调、放大与滤波、发射与接收、频段与天线、差错控制等。 • 与有线网比，无线接入网具有建设周期短、维护费用小、抗自然灾害能力强、可同时向用户提供固定接入、移动接入和支持个人通信等优点。

34. 宽带无线接入网实现技术：主要有卫星通信接入技术和无线微波扩频接入技术。宽带无线接入网实现技术：主要有卫星通信接入技术和无线微波扩频接入技术。 • 卫星通信接入技术就是为全球移动用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动灵活的移动接入服务。主要实现系统就是VSAT，最大传输速率不超过2Mbps。

35. 无线微波扩频接入技术接入速率为64K— 2Mbps，使用频段为2.4M—2.4835MHz，该频段属于工业自由辐射频段，是国内唯一不需无委会批准的自由频段。 • 所谓扩频就是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱的编码处理。

36. 移动通信系统的发展 • 第一代(1G)：模拟移动通信系统 • 只适用于传输语音 • 第二代(2G)：全球移动通信系统GSM • 可传输语音和数据

37. 第二代半(2.5G)：通用分组无线业务GPRS • 第三代(3G)：通用移动通信系统UMTS：可传输语音、数据、动态图像等多媒体信息 • 3G系统数据传输速率最小为384Kbps，最高可达2Mbps。是目前较为普遍应用的ISDN传输速率的30倍。

38. 有消息报道：到2005年中国有移动通信用户可达3.75亿，京沪穗等地的GSM网将会频率不足。到2004年底， 3G将投入使用。 • 另，IEEE 802.11a/b/g是1998年无线局域网标准。

39. 5. 几种宽带接入技术的比较 • DSL技术的最大优势在于它可以利用已建成的双绞铜线网，实现用户的宽带数字接入。就我国的国情来说，它具有其他方式无法比拟的优势。但铜线受传输距离的限制，带宽和传输质量有限，因此它可作为向未来光纤接入网过渡方案，而不能作为长远的选择

40. 光纤接入技术：由于光纤频带宽、传输距离远、通信质量好，是接入技术传输媒体的首选。但光纤接入不能利用现有的传输铜线基础，需另行铺设线路，因此费用很高，可作为长远的发展目标。光纤接入技术：由于光纤频带宽、传输距离远、通信质量好，是接入技术传输媒体的首选。但光纤接入不能利用现有的传输铜线基础，需另行铺设线路，因此费用很高，可作为长远的发展目标。

41. 宽带无线接入具有组网灵活、安装和维护简单、不需铺设线路、具有终端移动性、费用低、建设速度快等优点，因此可用于用户密度低、铺设电缆不方便或边远地区。宽带无线接入具有组网灵活、安装和维护简单、不需铺设线路、具有终端移动性、费用低、建设速度快等优点，因此可用于用户密度低、铺设电缆不方便或边远地区。

42. 但主要问题是：需要开放新的无线频段；需开发一种智能波速控制方法来实现；需研制自适应可编程快速调制算法和满足高速移动通信要求的多路复用技术等。但主要问题是：需要开放新的无线频段；需开发一种智能波速控制方法来实现；需研制自适应可编程快速调制算法和满足高速移动通信要求的多路复用技术等。

43. HFC宽带入技术具有频带宽、传输速率大、灵活的扩充性、节省用户费用、网络造价低等优点，因此它可作为现阶段最经济的数据通信手段。HFC宽带入技术具有频带宽、传输速率大、灵活的扩充性、节省用户费用、网络造价低等优点，因此它可作为现阶段最经济的数据通信手段。

44. 6 . 5 宽带接入网络应用 • 视频点播(VOD) • 可视电话 • 电视会议 • 虚拟专用网VPN应用 • 在线游戏 • 网上炒股

45. 第7章 网络互连

46. 本章主要内容 网络互连的目的、要求和形式，常用网络的连接和互连设备（中继器、集线器、网桥、路由器、交换机、网关）的工作原理、功能及应用，典型网络互连协议TCP/IP的组成、主要协议的工作原理及应用

47. 本章要求 了解网络互连的概念和目的 了解网络互连设备的工作原理 掌握互连设备的功能及应用 掌握TCP/IP协议的功能及应用

48. 本章分为五小节： 7. 1 网络互连概述 7. 2 网络互连方案 7. 3 网络互连设备和技术：中继器、集线器、网桥、路由器、交换机和网关 7. 4 TCP/IP协议 7. 5 IPv6协议简介

49. 7. 1 网络互连概述 1. 网络互连的概念： • 网络互连是指利用相应的技术和设备将多个网络或设备连接起来，以达到更大范围的数据传输和资源共享目的。

50. 互连的网络可以是同类型网络，也可是不同类型网络，或是运行不同协议的设备和系统。 • 网络互连有两方面的内容：一是将多个独立的、小范围的网络连接起来构成一个较大范围的网络；二是将一个节点多、负载重的大网络分解成若干个小网络，再利用互连技术把这些小网络连接起来。