网络技术基础(五)*广域网接入技术

零.简介

1.广域网，通常是指覆盖广阔物理范围的、能连接多个城市或国家并能提供远距离通信的数据通信网。在个人计算机和局域网广泛使用后，广域网就成为了实现局域网之间远距离互连和跨地域数据通信的主要手段。

 

一.广域网概述

1.广域网的特点：

(1).覆盖的地理范围广，通常从几公里～几万公里。

(2).数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。

(3).网络结构较复杂，一般都为网状型拓扑结构。

(4).通常利用公用通信网络(如PSTN、DDN、ISDN)提供的信道进行数据传输。

(5).主要用于实现局域网的远程互连、远距离计算机之间的数据通信及更大范围的资源共享。

2.广域网的结构：广域网由许多交换机以及连接这些交换机的传输线路组成。交换机之间都是点到点的连接，但为了提高网络的可靠性，通常一个交换机要与多个交换机相连。大部分广域网都采用存储转发方式进行数据交换。广域网通常只包含OSI参考模型的底下三层，即物理层、数据链路层和网络层。和局域网不同的是，局域网使用的协议主要集中在数据链路层，而广域网的协议则在网络层。

 

二.数据数字网DDN

1.DNN概述：DDN是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，它既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字语音和数字图像等信号。DDN是一个公共数字数据传输网络，它为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输通道。DDN由数字通道、DDN节点、网管控制和用户环路组成，由DDN提供的业务又称数字数据业务(DDS)。DDN可以支持任何类型的用户设备入网，比如PC机、终端，也可以是图像设备、语音设备或LAN等，支持数据、图像、声音等多种业务。

2.DNN的特点：

(1).传输速率高，网络时延小：DDN采用了时分多路复用技术，有效地提高了网络传输速率，减小了时延。

(2).传输质量较高：DDN的主干传输为光纤传输，用户之间是专用的固定连接，高速安全。

(3).协议简单： DDN由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束。

(4).灵活的连接方式：DDN可以支持多种业务，它不仅可以和用户终端设备进行连接，也可以和用户网络连接。

(5).网络运行管理简便，电路可靠性高：DDN的网管中心能以图形化的方式对网络设备进行集中监控，使网络管理趋于智能化，并使电路安全可靠。

3.DNN的应用：

(1).DDN应用在计算机联网中：DDN作为计算机数据通信联网传输的基础，提供点对点/点对多点的大容量数据传送通道。此外，通过DDN线路进行局域网互联的应用也较广泛。

(2).DDN应用在金融业中：DDN被用于证券业、银行、金卡工程等实时性较强的数据交换。银行的ATM机和POS机通过DDN专线连接到银行的大型计算机，为用户提供实时的金融服务，而通过DDN发布证券行情也是许多证券商采用的方法。

4.中国公用数字数据网：中国公用数字数据网(ChinaDDN)是中国电信经营管理的公用数字数据网，于1994年10月正式开通，是中国的中、高速信息国道。国家级DDN主要功能是建立省际业务之间的逻辑路由，提供长途DDN业务以及国际出口。省级DDN主要功能是建立本省内各市业务之间的逻辑路由，提供省内长途和出入省的DDN业务。地市级DDN主要是把各种低速率或高速率的用户复用起来进行业务的接入和接出，并建立彼此之间的逻辑路由。

 

三.综合业务数字网ISDN

1.ISDN概述：ISDN是一种信息通信网，是国际电信联盟为了在数字线路上传输数据而开发的。与PSTN一样，ISDN通过电话载波线路进行拨号连接，但又和PSTN截然不同，独特的数字链路可以同时支持语音、数据、图形、视频等多种业务的通信。

2.ISDN的信道：所有的ISDN连接都基于两种信道：B信道和D信道。B信道采用线路交换技术，通过ISDN来传输用户数据和语音。单个B信道是最大传输速率是64kbps，每个ISDN连接的B信道数目可以不同。D信道采用分组交换技术，通过ISDN来传输控制信号和网络管理等指令信号。单个D信道的最大传输速率是16kbps，每个ISDN只能使用一个D信道。

3.ISDN的连接：常用的ISDN连接有两种类型：基本速率接口BRI和一次群速率接口PRI。BRI使用2个B信道和1个D信道，即2B+D。两个B信道可以独立传输一路语音和一路数据，或者两路数据。PRI有两种标准，北美和日本使用23B+D，最大容量为1.544Mbps。我国和欧洲使用30B+D，最大吞吐量为2.048Mbps。

4.ISDN的组成：ISDN主要由用户终端(TE1和TE2)、终端适配器、网络终端组成。

5.ISDN的特点：(1).高质量、高速度的数据传输；(2).综合的通信业务；(3).标准化的用户接口；(4).费用适宜；(5).网络互通性强。

6.ISDN的应用：ISDN的应用领域几乎涉及有通信需求的各行各业，在语音通信、电视会议、计算机联网、远端接入局域网、文件传递、传真、远程医疗诊断、远程教学、销售点业务(POS)、多媒体信息通信、接入帧中继和快速接入Internet网等方面都有着广泛地应用。

7.宽带综合业务数字网B-ISDN：B-ISDN，是指用户线上的传输速率在2Mbit/s以上的ISDN。它是在窄带综合业务数字网(N-ISDN)的基础上发展起来的数字通信网络，其核心技术是采用ATM(异步转移模式)。B-ISDN要求采用光缆及宽带电缆，其传输速率可从155Mbps到几Gbps，能提供各种连接形态，允许在最高速率之内选择任意速率，允许以固定速率或可变速率传送。B-ISDN可用于音频及数字化视频信号传输，可提供电视会议服务。各种业务都能以相同的方式在网络中传输。

8.N-ISDN与B-ISDN的比较：使用的传输媒介不同：N-ISDN建立在原有的电话网和分组网基础上，而B-ISDN是以光纤作为传输媒介的，大大提高了网络的传输速率。采用的数据传输技术不同：N-ISDN采用的是时分多路复用技术，而B-ISDN采用的是ATM技术。对网络传输信道的利用方式不同：N-ISDN对网络信道的分配及数据传输速率是预先规定的，而在BISDN中可以做到按需分配网络资源，具有极大的灵活性。

 

四.分组交换数据网PSDN

1.PSDN概述：分组交换数据网PSDN是一种以分组作为基本数据单元进行数据交换的通信网络。PSDN采用分组交换的数据传输技术，以CCITT的X.25协议为基础，又称X.25网。目前比较典型的分组交换数据网有DATAPAC、CHINAPAC、TRANSPAC等。其中，CHINAPAC(中国公用分组交换网)是我国在1989年开通并投入使用的。

2.PSDN的特性：通过X.25网不仅可以将距离很远的局域网互联起来，还允许不同速率、不同协议的用户终端进行通信，在短时间内传送突发式信息，因此是应用非常广泛的一种广域网技术。但是由于X.25网是在物理链路传输质量很差的情况下开发出来的，为了保障数据传输的可靠性，在每一段数据链路上都要执行差错校验和出错重传，因此网络的传输速率比较低。

3.PSDN的协议：X.25是一组协议，于1976年3月正式成为国际标准，规定了分组终端与分组交换网的接口规程。从ISO/OSI的体系结构看，X.25对应于OSI参考模型中的底下3层。物理层协议是X.21。数据链路层协议一般采用HDLC。网络层协议一般采用PLP。

4.PSDN的特点：

(1).线路利用率高：在分组交换中采用“虚电路”技术，在一条物理链路上可提供多条信息通路。实现不同协议和不同速率的终端之间的相互通信：网络能够提供协议转换功能，并能够对数据进行存储转发。

(2).传输质量高，误码率低：由于分组交换具有差错检测和纠错的能力，因此误码率极小，一般都低于10^(-10)。

5.PSDN的基本业务功能：

(1).交换虚电路：用户双方在通信前要临时建立一条虚电路供数据传输，通信完毕后要拆除该虚电路，供其它用户使用，适用于数据量小，随机性强的场合。

(2).永久虚电路：在两个用户之间建立固定的虚电路连接，用户间需要通信时无需再建立连接，可直接进行数据传输，就像使用专线一样。永久虚电路适用于用户间的通信比较频繁，通信量较大的场合。

6.PSDN的应用：(1).利用分组交换数据分组建本系统的信息管理网；(2).利用分组交换数据网进行中低速联网，从而实现本系统的实时业务处理；(3).利用分组交换数据网接入增值业务网。

 

五.帧中继FrameRelay

1.帧中继概述：帧中继又称为快速分组交换技术，是在OSI的数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。帧中继仅包含数据链路层和物理层，简化了X.25协议，从而大大缩短了节点的时延，提高了数据传输速度，有效地利用了高速数据通道。与PSDN相比，帧中继在强调可靠性的同时，更注重数据的快速传输，它可以提供2〜45Mbps的高速宽带数据业务，并且总体性能高于PSDN。

2.帧中继的应用：

(1).局域网的互联：帧中继支持不同的数据传输速率，非常适合于处理局域网之间的突发数据流量。

(2).图像和文件的传输：帧中继使用的是虚电路，信号通路及带宽都可以动态分配，既能保证用户所需的带宽，又能获得满意的传输时延，因此非常适合于大流量的图象和文件传输。

(3).组建虚拟专用网(VPN)：帧中继可以将网络上的部分结点划分为一个分区，对分区内的数据流量及各种资源进行统一管理。这种结构就是虚拟专用网，它比组建一个实际的专用网要经济划算。

3.中国公用帧中继网：中国公用帧中继网是我国第一个向公众提供服务的宽带数据通信网络。它选用了ATM技术作为基本网络技术，可以面向社会和用户提供其它网络难以提供的宽带实时业务。目前，中国公用帧中继网已覆盖全国所有省会城市，绝大部分地市和部分县市。它的网管中心设在北京，国际出口分别设在北京、上海和广州。中国公用帧中继网已经成为了CHINAPAC、CHINADDN和CHINANET的骨干网，它的建设还在继续进行，其覆盖范围还将进一步扩大。该网还将实现与公用分组交换网(PSDN)和数字数据网(DDN)的互连互通。

 

六.数字用户线路xDSL

1.xDSL概述：数字用户线路xDSL是数字用户线DSL的统称，其中x是不同种类的数字用户线路技术的统称，表示A/H/S/C/I/V/RA等不同的数据调制方式，利用不同的调制方式使数据或多媒体信息可以更高速地在电话线上传送，避免由于数据流量过大而对中心机房交换机和公共电话网PSTN造成拥塞。

2.xSDL系列：

3.对称DSL技术：在对称DSL技术中，常用的是HDSL和SDSL。HDSL和SDSL⽀持对称的E1/T1(1.544Mbps和2.048Mbps)传输。其中，HDSL的有效传输距离为3〜4km，并且需要2〜4对双绞电话线。SDSL最大有效传输距离为3km，且只需一对双绞电话线。总的来说，对称DSL技术一般适用于点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收/发数据是大致相同的工作。

4.非对称DSL技术：

(1).ADSL：是一种通过标准双绞电话线为用户提供宽带数据服务的技术，并且还能实现电话、数据业务互不干扰。ADSL接入方式充分利用了现有大量的市话用户电缆资源，而且可以在不影响开通传统业务的同时，在同一对用户双绞电话线上为大众用户提供各种带宽的数据业务。

(2).VDSL：与ADSL一样，也是在同一对电话线路上为用户同时提供语音和高速数据服务的。从技术角度看，VDSL可视为ADSL的下一代数据传输技术，是xDSL技术中最快的一种，其上行速率可达到19.2Mbps，下行速率可达55Mbps。但是VDSL的传输距离较短，只在几百米之内。

(3).RADSL：能够提供的速度范围与ADSL基本相同，但可以根据双绞电话线质量的优劣和传输距离的远近，动态地调整用户的访问速度。这些特点使RADSL成为用于网上高速冲浪、视频点播、远程局域网络访问的理想技术，因为在这些应用中，用户下载的信息往往比上传的信息要多得多。