第十章 Internet接入技术 随着互联网的蓬勃发展, Internet已成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息 资源最丰富的计算机网络,网络应用日益普及。作为承载互联网应用的通信网,宏 观上可划分为接入网和核心网两大部分。接入网(AN: Access Network),或用户环 路,主要用来完成用户接入核心网的任务。在ITU-T建议G.963中接入网被定义为: 本地交换机(即端局)与用户端设备之间的连接部分,通常包括用户线传输系统、复 用设备、数字交叉连接设备和用户/网络接口设备。在当今核心网已逐步形成以光纤 线路为基础的高速信道情况下,国际权威专家把宽带综合信息接入网比做信息高速 公路的“最后一英里”,并认为它是信息高速公路中难度最高、耗资最大的一部分, 是信息基础建设的“瓶颈”。 目前 Internet接入技术主要有:①基于传统电信网的有线接入:②基于有线电 视网( Cable modem)接入:③以太网接入;④无线接入技术:⑤光纤接入技术。上 述这些技术既有窄带也有宽带,几乎涵盖了目前及将来的所有接入网技术。其中 宽带无线接入和光纤接入是未来接入网技术的两个发展方向。 0.1基于传统电信网的有线接入 10.1.1拔号入网 1.拨号入网概述 拨号入网是一种利用电话线和公用电话网(PSTN: Public Switched Telephone Network)接入 Internet的技术。而目前的电话入户信号基本上都是模拟信号,计算 机所处理和传输的信息都是数字化的,因此计算机入网通信时必须有能将数字信号 转换为模拟信号及模拟信号转换为数字信号的转换装置,前者称为调制,后者称为 解调,把两种功能做在同一台设备上,就叫做调制解调器( Modem),它是借助于公 用交换电话网为传输信道、实现广域网连接必不可少的网络连接设备。图10-1是拨 号接入网络系统 PSTN Interne 调制解调器 计算机 ISP接入服务器 图10-1拨号接入网络系统 普通电话 Modem接入技术的速度极限是56Kb/s,它采用调制解调器作通信设备。 而在实际使用过程中, Modem的速率往往不能达到最大,实际的传输速率主要取决 194
第十章 Internet 接入技术 随着互联网的蓬勃发展，Internet 已成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息 资源最丰富的计算机网络，网络应用日益普及。作为承载互联网应用的通信网，宏 观上可划分为接入网和核心网两大部分。接入网（AN：Access Network），或用户环 路，主要用来完成用户接入核心网的任务。在 ITU-T 建议 G.963 中接入网被定义为： 本地交换机 (即端局)与用户端设备之间的连接部分，通常包括用户线传输系统、复 用设备、数字交叉连接设备和用户/网络接口设备。在当今核心网已逐步形成以光纤 线路为基础的高速信道情况下，国际权威专家把宽带综合信息接入网比做信息高速 公路的“最后一英里”，并认为它是信息高速公路中难度最高、耗资最大的一部分， 是信息基础建设的“瓶颈”。 目前 Internet 接入技术主要有：①基于传统电信网的有线接入；②基于有线电 视网（Cable Modem）接入；③以太网接入；④无线接入技术；⑤光纤接入技术。上 述这些技术既有窄带也有宽带，几乎涵盖了目前及将来的所有接入网技术。其中， 宽带无线接入和光纤接入是未来接入网技术的两个发展方向。 10.1 基于传统电信网的有线接入 10.1.1 拨号入网 1．拨号入网概述 拨号入网是一种利用电话线和公用电话网（PSTN：Public Switched Telephone Network）接入 Internet 的技术。而目前的电话入户信号基本上都是模拟信号，计算 机所处理和传输的信息都是数字化的，因此计算机入网通信时必须有能将数字信号 转换为模拟信号及模拟信号转换为数字信号的转换装置，前者称为调制，后者称为 解调，把两种功能做在同一台设备上，就叫做调制解调器（Modem），它是借助于公 用交换电话网为传输信道、实现广域网连接必不可少的网络连接设备。图 10-1 是拨 号接入网络系统。 Internet 计算机 调制解调器 PSTN ISP接入服务器 图 10-1 拨号接入网络系统 普通电话 Modem 接入技术的速度极限是 56Kb/s，它采用调制解调器作通信设备。 而在实际使用过程中，Modem 的速率往往不能达到最大，实际的传输速率主要取决 １９４
第十章 Internet接入技术 于如下因素: (1)电话线路的质量因为调制后的信号是经由电话线进行传输,如果电话线路 质量不佳, Modem将会降低速率以保证准确率。为此,在连接 Modem时,要尽量减 连线长度,多余的连线要剪去,切勿绕成一圈堆放。另外,最好不要使用分机, 连线也应避免在电视机等干扰源上经过 (2)是否有足够的带宽如果在同一时间上网的人数很多,就会造成线路的拥挤 和阻塞, Modem的传输速率自然也会随之下降,因此,ISP是否能提供足够的带宽非 常关键。另外,避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时,在 繁忙时段与非繁忙时段下载所花费的时间会相差几倍之多 (3)对方的 Modem速率 Modem所支持的调制协议是向下兼容的,实际的连接速率 取决于速率较低的一方。因此,如果对方的 Modem是33.6K的,即使你使用的是5K 的 Modem,也只能以33.6Kb/s的速率进行连接。 2. Modem的分类 由于 Modem的分类标准不同,所以有不同的分类 (1)按其外形可分为两类,即内置式( Modem卡)、外置式(台式 Modem)、 PCMCIA插卡式,插卡式 Modem主要用于笔记本电脑,它只有一张名片大小,体 积纤r (2)按使用的电路分类,有专线 Modem和拨号 Moden两种类型。 (3)按其使用的信道类型分类,有无线 Modem和有线 Modem两种类型。有 线 Modem又分为话带和宽带两种。话带 Mode是指在一个话音频率范围内传输数 据的 Modem。宽带 Modem是利用载波基群传输数据的 Modem (4)根据 Modem的功能分类,有智能 Modem和非智能 Modem之分。智能 Modem具有自动拨号呼叫/应答摘机功能 (5)按 Moden速率分类,有144K、288K、33.6K和56K。 拨号连接 Internet所需设备 (1)一台PC机 目前大多数微机使用的是 Windows操作系统,如果入网的PC机使用 Windows 98/2000操作系统,CP至少是 Pentium166以上,64MB以上的内存,2.1GB以上的 硬盘 (2)一条电话线路 入网还必须有一条电话线,这条电话线可以是家庭住宅电话线路,也可以是办 公室电话线路。 (3)一台调制解调器 如果我们的计算机没有配置调制解调器,就需要购买一台调制解调器( Modem), 因为调制解调器在计算机及互联网之间拨入电话号码并处理数据的传输,它将计算 机中的数据代码转换成可以在电话线中传输的调制音频信号,在另一端ISP计算机 的调制解调器再将该音频信号转换为数字信号,其传输速率用每秒多少位(b/s)来 度量。当然是速度越快越好,目前最常用的是56Kb/s的 Modem e 195
第十章 Internet 接入技术 于如下因素： ⑴电话线路的质量 因为调制后的信号是经由电话线进行传输，如果电话线路 质量不佳，Modem 将会降低速率以保证准确率。为此，在连接 Modem 时，要尽量减 少连线长度，多余的连线要剪去，切勿绕成一圈堆放。另外，最好不要使用分机， 连线也应避免在电视机等干扰源上经过。 ⑵是否有足够的带宽 如果在同一时间上网的人数很多，就会造成线路的拥挤 和阻塞，Modem 的传输速率自然也会随之下降，因此，ISP 是否能提供足够的带宽非 常关键。另外，避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时，在 繁忙时段与非繁忙时段下载所花费的时间会相差几倍之多。 ⑶对方的 Modem 速率 Modem 所支持的调制协议是向下兼容的，实际的连接速率 取决于速率较低的一方。因此，如果对方的 Modem 是 33.6K 的，即使你使用的是 56K 的 Modem，也只能以 33.6Kb/s 的速率进行连接。 2．Modem 的分类 由于 Modem 的分类标准不同，所以有不同的分类。 （1）按其外形可分为两类，即内置式（Modem 卡）、外置式（台式 Modem）、 PCMCIA 插卡式，插卡式 Modem 主要用于笔记本电脑，它只有一张名片大小，体 积纤巧。 （2）按使用的电路分类，有专线 Modem 和拨号 Modem 两种类型。 （3）按其使用的信道类型分类，有无线 Modem 和有线 Modem 两种类型。有 线 Modem 又分为话带和宽带两种。话带 Modem 是指在一个话音频率范围内传输数 据的 Modem。宽带 Modem 是利用载波基群传输数据的 Modem。 （4）根据 Modem 的功能分类，有智能 Modem 和非智能 Modem 之分。智能 Modem 具有自动拨号呼叫／应答摘机功能。 （5）按 Modem 速率分类，有 14.4K、28.8K、33.6K 和 56K。 3．拨号连接 Internet 所需设备 ⑴一台 PC 机 目前大多数微机使用的是 Windows 操作系统，如果入网的 PC 机使用 Windows 98/2000 操作系统，CPU 至少是 Pentium 166 以上，64MB 以上的内存，2.1GB 以上的 硬盘。 ⑵一条电话线路 入网还必须有一条电话线，这条电话线可以是家庭住宅电话线路，也可以是办 公室电话线路。 ⑶一台调制解调器 如果我们的计算机没有配置调制解调器，就需要购买一台调制解调器（Modem）， 因为调制解调器在计算机及互联网之间拨入电话号码并处理数据的传输，它将计算 机中的数据代码转换成可以在电话线中传输的调制音频信号，在另一端 ISP 计算机 的调制解调器再将该音频信号转换为数字信号，其传输速率用每秒多少位（b/s）来 度量。当然是速度越快越好，目前最常用的是 56Kb/s 的 Modem。 １９５
计算机网络技术及应用 4. Modem安装与配置 (这部分内容参见第十三章实训十三) 10.1.2ADSL技术 1.ADSL技术概述 DSL(数字用户线路, Digital Subscriber Line)是以铜电话线为传输介质的 点对点传输技术,它包括HDSL、SDSL、ⅦSL、ADSL和 RADSL等,一般称之为xDSL 它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对 称性的不同这两个方面。其中ADSL(非对称数字用户环路)是最具前景及竞争力的 种 ADSL( Asymmetric Digital Subscriber Line)是目前国际上用来对现有电话网络 进行宽带改造的一种通信方式。是接入技术中最常用的一种,由美国 Bellcore在1989 年首先提出。ADSL是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输 服务的技术。它能够在普通电话线上提供高达8Mbs的下行速率和Mbs上行速率, 传输距离达3km~5km。ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的电话线网络 在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供宽带接入服务。ADSL所支持的主要业 务是: Internet高速接入服务;多种宽带多媒体服务,如视频点播ⅤOD、网上音乐 厅、网上剧场、网上游戏、网络电视等:提供点对点的远地可视会议、远程医疗、 远程教学等服务。图10-2是ADSL接入 Internet示意图 ADSL Modem 分离器 Internet PSTN 圃 图10-2ADSL接入 Internet 2.ADSL技术的特点 (1)具有很高的传输速率下行速率可达8Mb/s,上行速率1Mb/s,为普通拨 号 Modem的百倍以上,与普通拨号 Modem的最高56K速率,以及NSDN28K的 速率相比,ADSL的速率优势是不言而喻的。 (2)不需要更改和添加线路,直接使用原有的电话线在线路两端加装ADSL 设备即可为用户提供高速接入服务。安装ADSL也极其方便快捷,在现有的电话线 上安装ADSL,除了在用户端安装ADSL通信终端外,不用对现有线路做任何改动 ADSL虽然使用电话线同时传送电话语音和数据,但数据并不通过电话交换机,并 且使用ADSL上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。 (3)语音信号和数字信号可以并行,可同时“上网”和“通话”与普通电话 196
计算机网络技术及应用 4．Modem 安装与配置 （这部分内容参见第十三章实训十三）。 10.1.2 ADSL 技术 1．ADSL 技术概述 DSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜电话线为传输介质的 点对点传输技术，它包括 HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL 和 RADSL 等，一般称之为 xDSL。 它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对 称性的不同这两个方面。其中 ADSL（非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的 一种。 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）是目前国际上用来对现有电话网络 进行宽带改造的一种通信方式。是接入技术中最常用的一种，由美国 Bellcore 在 1989 年首先提出。ADSL 是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输 服务的技术。它能够在普通电话线上提供高达 8Mb/s 的下行速率和 1Mb/s 上行速率， 传输距离达 3km～5km。ADSL 技术的主要特点是可以充分利用现有的电话线网络， 在线路两端加装 ADSL 设备即可为用户提供宽带接入服务。ADSL 所支持的主要业 务是：Internet 高速接入服务；多种宽带多媒体服务，如视频点播 VOD、网上音乐 厅、网上剧场、网上游戏、网络电视等；提供点对点的远地可视会议、远程医疗、 远程教学等服务。图 10-2 是 ADSL 接入 Internet 示意图。 ADSL Modem Internet 分离器 PSTN 图 10-2 ADSL 接入 Internet 2．ADSL 技术的特点 （1）具有很高的传输速率 下行速率可达 8Mb/s，上行速率 1Mb/s，为普通拨 号 Modem 的百倍以上，与普通拨号 Modem 的最高 56K 速率，以及 N-ISDN128K 的 速率相比，ADSL 的速率优势是不言而喻的。 （2）不需要更改和添加线路，直接使用原有的电话线 在线路两端加装 ADSL 设备即可为用户提供高速接入服务。安装 ADSL 也极其方便快捷，在现有的电话线 上安装 ADSL，除了在用户端安装 ADSL 通信终端外，不用对现有线路做任何改动。 ADSL 虽然使用电话线同时传送电话语音和数据，但数据并不通过电话交换机，并 且使用 ADSL 上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。 （3）语音信号和数字信号可以并行，可同时“上网”和“通话” 与普通电话 １９６
第十章 Internet接入技术 Modem或ISDN相比,ADSL更为吸引人的地方是:它在同一铜线上分别传送ADSL 数据信号和电话音频信号,ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制, 各自频段互不干扰,数据信号并不通过电话交换机设备,减轻了电话交换机的负载, 并且不需要拨号,具体工作流程是:经 ADSL Modem编码后的信号通过电话线传到 电信局,再通过一个信号识别器/分离器,如果是语音信号就传到交换机,如果是数 字信号就接入 Internet上网的同时可以使用电话,避免了拨号上网的烦恼 ADSL技术以其优异的传输性能,利用普通电话线作为传输介质,提高了现有 电信线路的利用率,同时由于采用 Splite分离器,不会影响现有电话业务,而且由 于ADSL投资小、易实现,所以它必将成为铜双绞线上的赢家。为信息的传输提供 了一定的带宽,极大地拓展了现有网络的带宽,是一种新的信息高速接入技术。在 定范围内解决部分用户对宽带的要求。并在高速数据传输方面发挥更大的作用 ADSL宽带接入技术近年来在我国的发展非常迅速。ADSL是传递交互多媒体业务 最经济和最有效的方法之一。在实现光纤宽带接入之前,ADSL接入技术以及其它 xDSL接入技术将是宽带接入的重要手段 10.1.3DDN专线接入 数字数据网 DDN (Digital Data Network)是利用数字信道传输数据信号的数据 传输网,它是随着数据通信业务的发展而迅速发展起来的一种新型网络。它的传输 媒介有光纤、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。利用数字 信道传输数据信号与传统的模拟信道相比,具有传输质量高、速度快、带宽利用率 高等一系列优点。 DDN专线将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术及数字交叉连接技术等 有机的结合在一起,提供一种高速度、高质量、高可靠性的通信环境,为用户规划、 建立自己安全、高效的专用数据网络提供了条件,因此,在多种 Internet的接入方 式中深受广大客户的青睐。 Internet DDN专线 基带 Modem S Router 交机 服务器计算机计算机计算机计算机 图10-3DDN专线接入 Internet网络结构图 197
第十章 Internet 接入技术 Modem 或 ISDN 相比，ADSL 更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送 ADSL 数据信号和电话音频信号，ADSL 数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制， 各自频段互不干扰，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载， 并且不需要拨号，具体工作流程是：经 ADSL Modem 编码后的信号通过电话线传到 电信局，再通过一个信号识别器/分离器，如果是语音信号就传到交换机，如果是数 字信号就接入 Internet。上网的同时可以使用电话，避免了拨号上网的烦恼。 ADSL 技术以其优异的传输性能，利用普通电话线作为传输介质，提高了现有 电信线路的利用率，同时由于采用 Splite 分离器，不会影响现有电话业务，而且由 于 ADSL 投资小、易实现，所以它必将成为铜双绞线上的赢家。为信息的传输提供 了一定的带宽，极大地拓展了现有网络的带宽，是一种新的信息高速接入技术。在 一定范围内解决部分用户对宽带的要求。并在高速数据传输方面发挥更大的作用。 ADSL 宽带接入技术近年来在我国的发展非常迅速。ADSL 是传递交互多媒体业务 最经济和最有效的方法之一。在实现光纤宽带接入之前，ADSL 接入技术以及其它 xDSL 接入技术将是宽带接入的重要手段。 10.1.3 DDN 专线接入 数字数据网 DDN(Digital Data Network)是利用数字信道传输数据信号的数据 传输网，它是随着数据通信业务的发展而迅速发展起来的一种新型网络。它的传输 媒介有光纤、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。利用数字 信道传输数据信号与传统的模拟信道相比，具有传输质量高、速度快、带宽利用率 高等一系列优点。 DDN 专线将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术及数字交叉连接技术等 有机的结合在一起，提供一种高速度、高质量、高可靠性的通信环境，为用户规划、 建立自己安全、高效的专用数据网络提供了条件，因此，在多种 Internet 的接入方 式中深受广大客户的青睐。 DDN专 线 基 带 Modem Router 交 换 机 服 务 器 计 算 机 计 算 机 计 算 机 Internet 计 算 机 图 10-3 DDN 专线接入 Internet 网络结构图 １９７
计算机网络技术及应用 DDN专线向用户提供的是半永久性的数字连接,沿途不进行复杂的软件处理 因此延时较短,避免了传统的分组网中的传输协议复杂、传输时延大且不固定的缺 点;通信信道容量的分配和连续均在计算机控制下进行,具有极大的灵活性和可靠 性,使用户可以开通种类繁多的信息业务,传输任何合适的资料信息。DDN专线接 入 Internet具有如下特点 1)DDN专线接入能提供高性能的点到点通信,通信保密性强,特别适合金融、 保险等保密性要求高的客户需要 (2)DN专线接入传输质量高,通信速率可根据用户需要在N*64Kb/s(N=1~32) 之间选择,网络延时小 (3)DDN专线信道固定分配,充分保证了通信的可靠性,保证用户使用的带宽 不会受其它客户使用情况的影响; (4)通过这条高速的信道,用户可构筑自己的 Intranet,建立自己的Web网 i、E-mail服务器等信息应用系统 (5)局域网整体接入 Internet,使局域网的用户均可共享互联网的资源: (6)专线用户可以免费得到多个合法的 Internet Ip地址和一个免费的国内 域名 (⑦)提供详细的计费、网管支持、还可以通过防火墙等安全技术保护用户局域 网的安全,免受不良侵害 10.1.4|SDN专线接入 综合业务数字网( Integrated Service Digital Network),简称ISDN。是通 过对电话网进行数字化改造而发展起来的,提供端到端的数字连接,以支持一系列 广泛的业务,包括语音、数据、传真、可视图文等。ISDN能够提供标准的用户-网 络接口,通过标准接口将各种不同的终端接入到ISDN网络中,使一对普通的用户线 最多可连接8个终端,并为多个终端提供多种通信的综合服务。通过ISDN接入 Internet既可用于局域网,也可用于独立的计算机。 ISDN专线接入技术有如下特点: (1)多种业务兼容利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文、数据通 信等多种业务 (2)数字传输ISDN能够提供端到端的数字连接,即终端到终端之间的通道 已完全数字化,具有优良的传输性能,而且信息传送速度快。 (3)标准化的接口ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接 口。该接口有基本速率接口和一次群速率接口。基本速率接口有两条64Kb/s的信息 通路和一条16Kb/s的信令通路,简称2B+D;一次群接口有30条64Kb/s的信息通 路和一条64Kb/s的信令通路,简称30B+D。标准化的接口能保证终端间的互通 个ISDN的基本速率用户接口最多可连接8个终端 (4)使用方便用户可以根据需要,在一对用户线上任意组合不同类型的终端, 198
计算机网络技术及应用 DDN 专线向用户提供的是半永久性的数字连接，沿途不进行复杂的软件处理， 因此延时较短，避免了传统的分组网中的传输协议复杂、传输时延大且不固定的缺 点；通信信道容量的分配和连续均在计算机控制下进行，具有极大的灵活性和可靠 性，使用户可以开通种类繁多的信息业务，传输任何合适的资料信息。DDN 专线接 入 Internet 具有如下特点： （1）DDN 专线接入能提供高性能的点到点通信，通信保密性强，特别适合金融、 保险等保密性要求高的客户需要； （2）DDN 专线接入传输质量高，通信速率可根据用户需要在 N*64Kb/s(N=1～32) 之间选择，网络延时小； （3）DDN 专线信道固定分配，充分保证了通信的可靠性，保证用户使用的带宽 不会受其它客户使用情况的影响； （4）通过这条高速的信道，用户可构筑自己的 Intranet, 建立自己的 Web 网 站、E-mail 服务器等信息应用系统； （5）局域网整体接入 Internet，使局域网的用户均可共享互联网的资源； （6）专线用户可以免费得到多个合法的 Internet IP 地址和一个免费的国内 域名； （7）提供详细的计费、网管支持、还可以通过防火墙等安全技术保护用户局域 网的安全，免受不良侵害。 10.1.4 ISDN 专线接入 综合业务数字网（Integrated Service Digital Network），简称 ISDN。是通 过对电话网进行数字化改造而发展起来的，提供端到端的数字连接，以支持一系列 广泛的业务，包括语音、数据、传真、可视图文等。ISDN 能够提供标准的用户-网 络接口，通过标准接口将各种不同的终端接入到 ISDN 网络中，使一对普通的用户线 最多可连接 8 个终端，并为多个终端提供多种通信的综合服务。通过 ISDN 接入 Internet 既可用于局域网，也可用于独立的计算机。 ISDN 专线接入技术有如下特点： （1）多种业务兼容 利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文、数据通 信等多种业务。 （2）数字传输 ISDN 能够提供端到端的数字连接，即终端到终端之间的通道 已完全数字化，具有优良的传输性能，而且信息传送速度快。 （3）标准化的接口 ISDN 能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接 口。该接口有基本速率接口和一次群速率接口。基本速率接口有两条 64Kb/s 的信息 通路和一条 16Kb/s 的信令通路，简称 2B+D；一次群接口有 30 条 64Kb/s 的信息通 路和一条 64Kb/s 的信令通路，简称 30B+D。标准化的接口能保证终端间的互通。一 个 ISDN 的基本速率用户接口最多可连接 8 个终端。 （4）使用方便 用户可以根据需要，在一对用户线上任意组合不同类型的终端， １９８
第十章 Internet接入技术 例如可以将电话机、传真机和PC机连接在一起,可以同时打电话、发传真或传送数 据 10.2基于有线电视网( Cable modem)接入技术 10.2.1CATV和HFC CATV和HFC是一种电视电缆技术。CATV( Cable television)即有线电视网, 是由广电部门规划设计的用来传输电视信号的网络,其覆盖面广,用户多。但有线 电视网是单向的,只有下行信道,因为它的用户只要求接收电视信号,而并不上传 信息。如果要将有线电视网应用到 Internet业务,则必须对其改造,使之具有双向 HFC( Hybrid Fiber coax:混合光纤同轴电缆网)。是在CAⅣV网的基础上发展 起来的,除可以提供原CAⅣV网提供的业务外,还能提供数据和其他交互型业务。HC 是对CAⅣV的一种改造,在干线部分用光纤代替同轴电缆作为传输介质。CATV和HC 的一个根本区别是:CATⅤ只传送单向电视信号,而HC提供双向的宽带传输 10.2.2利用 Cabl e modem接入 Internet Cable modem(电缆调制解调器)是一种通过有线电视网络进行高速数据接入的 装置。它一般有两个接口,一个用来接室内墙上的有线电视端口,另一个与计算机 或交换机相连。图10-4是PC机和LAN通过 Cable modem接入 Internet的示意图。 交换机 Cable modem 台一(光纤同轴混合网)(mm LAN 分离器 Cable modem TV 图10-4 Cabl e Modem接入 Internet Cable modem与普通的 Modem在原理上都是将数据进行调制后在 Cable(电缆) 的一个频率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通 Modem相同,不同之处 在于它是通过有线电视HF℃的某个传输频带进行调制解调的,而普通 Modem的传输 介质在用户与交换机之间是独立的,即用户独享通信介质。 Cable modem属于共享 介质系统,其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。 Cable modem通过有线 电视网络进行数据传输,速度范围为500K~10Mb/s,甚至更高 迅速增长的 Cable modem接入技术是一项稳妥而实用的技术。首先,基础设施 已经到位。有线电视线缆无论是在欧洲、北美还是在亚洲都非常普及且运行稳定 199
第十章 Internet 接入技术 例如可以将电话机、传真机和 PC 机连接在一起，可以同时打电话、发传真或传送数 据。 10.2 基于有线电视网（Cable Modem）接入技术 10.2.1 CATV 和 HFC CATV 和 HFC 是一种电视电缆技术。CATV（Cable Television）即有线电视网， 是由广电部门规划设计的用来传输电视信号的网络，其覆盖面广，用户多。但有线 电视网是单向的，只有下行信道，因为它的用户只要求接收电视信号，而并不上传 信息。如果要将有线电视网应用到 Internet 业务，则必须对其改造，使之具有双向 功能。 HFC（Hybrid Fiber Coax：混合光纤同轴电缆网）。是在 CATV 网的基础上发展 起来的，除可以提供原 CATV 网提供的业务外，还能提供数据和其他交互型业务。HFC 是对 CATV 的一种改造，在干线部分用光纤代替同轴电缆作为传输介质。CATV 和 HFC 的一个根本区别是：CATV 只传送单向电视信号，而 HFC 提供双向的宽带传输。 10.2.2 利用 Cable Modem 接入 Internet Cable Modem（电缆调制解调器）是一种通过有线电视网络进行高速数据接入的 装置。它一般有两个接口，一个用来接室内墙上的有线电视端口，另一个与计算机 或交换机相连。图 10-4 是 PC 机和 LAN 通过 Cable Modem 接入 Internet 的示意图。 交换机 Internet 分离器 LAN Cable Modem 光纤同轴混合网 TV Cable Modem 图 10-4 Cable Modem 接入 Internet Cable Modem 与普通的 Modem 在原理上都是将数据进行调制后在 Cable（电缆） 的一个频率范围内传输，接收时进行解调，传输机理与普通 Modem 相同，不同之处 在于它是通过有线电视 HFC 的某个传输频带进行调制解调的，而普通 Modem 的传输 介质在用户与交换机之间是独立的，即用户独享通信介质。Cable Modem 属于共享 介质系统，其他空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。Cable Modem 通过有线 电视网络进行数据传输，速度范围为 500K～10Mb/s，甚至更高。 迅速增长的 Cable Modem 接入技术是一项稳妥而实用的技术。首先，基础设施 已经到位。有线电视线缆无论是在欧洲、北美还是在亚洲都非常普及且运行稳定。 １９９
计算机网络技术及应用 其次,需求也是稳定的。据估计,仅在美国就有9500万个家庭拥有有线电视线缆布 线系统,消费者正期盼着借助于有线电视线缆支持多媒体的数字技术所带来的优势, 来享受 Internet上丰富的资源 10.3光纤接入技术 光纤由于其大容量、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点,正在得 到迅速发展和应用。主干网线路迅速光纤化,光纤在接入网中的广泛应用也是一种 必然趋势。光纤接入技术实际就是在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(或称光纤接入网OAN),实现用户高性能宽带接入的一种方案。根据 光网络单元(ONU: Optical Network Unit)所设置的位置,光纤接入网分为光纤到 户(FTH)、光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FH0)、光 纤到楼层(FTTF)、光纤到小区(FT1Z)等几种类型,其中FTTH将是未来宽带接入 网的发展趋势。 所谓光纤接入网(OAN: Optical Access Network)就是指采用光纤传输技术的 接入网,泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信 的系统。OAN不是传统的光纤传输系统,而是一种针对接入网环境所设计的光纤传 输系统。一般情况下,OAN是一个点对多个点的光纤传输系统。根据接入网室外传 输设施中是否含有源设备,OAN可分为无源光网络(PON: Passive Optical Network) 和有源光网络(AON: Active Optical Network)。有源光网络(AON)是指从局端设 备到用户分配单元之间采用有源光纤传输设备,即光电传换设备、有源光器件以及 光纤等:无源光网络(PON)一般指光传输段采用无源器件,实现点对多点拓扑的光 纤接入网。目前光纤接入网几乎都采用P0N结构,P0N成为光纤接入网的发展趋势 它采用无源光节点将信号传送给终端用户,初期投资少,维护简单,易于扩展,结 构灵活,只是要求采用性能好、带宽宽的光器件。 光纤接入网具有以下特点: (1)带宽宽由于光纤接入网本身的特点,可以提供高速接入因特网、ATM以 及电信宽带IP网的各种应用系统,从而享用宽带网提供的各种宽带业务。 (2)网络的可升级性能好光纤网易于通过技术升级成倍扩大带宽,因此,光 纤接入网可以满足近期各种信息的传送需求。以这一网络为基础,可以构建面向各 种业务和应用的信息传送系统 (3)双向传输电信网本身的特点决定了这种接入技术的交互性能好,特别是 在向用户提供双向实时业务方面具有明显优势。 (4)接入简单、费用少用户端只需要一块网卡,投资百元左右,就可高速接 入 Internet,实现10Mb/s到桌面的接入
计算机网络技术及应用 其次，需求也是稳定的。据估计，仅在美国就有 9500 万个家庭拥有有线电视线缆布 线系统，消费者正期盼着借助于有线电视线缆支持多媒体的数字技术所带来的优势， 来享受 Internet 上丰富的资源。 10.3 光纤接入技术 光纤由于其大容量、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点，正在得 到迅速发展和应用。主干网线路迅速光纤化，光纤在接入网中的广泛应用也是一种 必然趋势。光纤接入技术实际就是在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（或称光纤接入网 OAN），实现用户高性能宽带接入的一种方案。根据 光网络单元（ONU：Optical Network Unit）所设置的位置，光纤接入网分为光纤到 户（FTTH）、光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到办公室（FHHO）、光 纤到楼层（FTTF）、光纤到小区（FTTZ）等几种类型，其中 FTTH 将是未来宽带接入 网的发展趋势。 所谓光纤接入网（OAN：Optical Access Network）就是指采用光纤传输技术的 接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信 的系统。OAN 不是传统的光纤传输系统，而是一种针对接入网环境所设计的光纤传 输系统。一般情况下，OAN 是一个点对多个点的光纤传输系统。根据接入网室外传 输设施中是否含有源设备，OAN 可分为无源光网络（PON：Passive Optical Network） 和有源光网络（AON：Active Optical Network）。有源光网络（AON）是指从局端设 备到用户分配单元之间采用有源光纤传输设备，即光电传换设备、有源光器件以及 光纤等；无源光网络（PON）一般指光传输段采用无源器件，实现点对多点拓扑的光 纤接入网。目前光纤接入网几乎都采用 PON 结构，PON 成为光纤接入网的发展趋势， 它采用无源光节点将信号传送给终端用户，初期投资少，维护简单，易于扩展，结 构灵活，只是要求采用性能好、带宽宽的光器件。 光纤接入网具有以下特点： （1）带宽宽 由于光纤接入网本身的特点，可以提供高速接入因特网、ATM 以 及电信宽带 IP 网的各种应用系统，从而享用宽带网提供的各种宽带业务。 （2）网络的可升级性能好 光纤网易于通过技术升级成倍扩大带宽，因此，光 纤接入网可以满足近期各种信息的传送需求。以这一网络为基础，可以构建面向各 种业务和应用的信息传送系统。 （3）双向传输 电信网本身的特点决定了这种接入技术的交互性能好，特别是 在向用户提供双向实时业务方面具有明显优势。 （4）接入简单、费用少 用户端只需要一块网卡，投资百元左右，就可高速接 入 Internet，实现 10Mb/s 到桌面的接入。 ２００
第十章 Internet接入技术 10.4以太网接入技术 基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。局侧设备一般位 于小区内,用户侧设备一般位于居民楼内。局侧设备提供与IP骨干网的接口,用户 侧设备提供与用户终端计算机相接的10/100BASE-T接口。局侧设备具有汇聚用户 侧设备网管信息的功能 将来的接入网应该是一个以FTTH(光纤到户)形式实现的宽带接入网。但是要 建设这样一个宽带接入网目前还有许多困难,首先光纤直接到户投资大,其次对于 普通用户的业务需求,使用巨大的宽带光纤接入还为时过早。因此,可根据社会的 发展、用户的需求,分阶段逐渐建设我国的光纤宽带接入网。FTTx+LAN就是一个过 渡性的产品。 FTIx+LAN方案是以以太网技术为基础,来建设智能化的园区网络。在用户的家 中添加以太网RJ45信息插座作为接入网络的接口,可提供10M或100M的网络速度 通过FTIx+LN接入技术能够实现“千兆到小区、百兆到居民大楼、十兆到桌面”, 为用户提供信息网络的高速接入 I Internet A光纤 局域网 计算机计算机计算机 图10-5FTYK+LAN接入 Internet示意图 光节点汇接点通过单模或多模光纤连接居民楼、学校、公司等,其距离在几百 米以内。在居民楼内设置以太网交换机和交换集线器,通过双绞线(五类,超五类) 连接终端用户,目前从光节点汇接点到居民楼的传输速率是10/100Mb/s,将 来可以发展到1G/10Gb/s甚至更高。在光节点处,以太网接入系统设置一台路 由交换机通过居民楼的交换机连接终端用户,每一个用户独享10/100Mb/s信 道 201
第十章 Internet 接入技术 10.4 以太网接入技术 基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成。局侧设备一般位 于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内。局侧设备提供与 IP 骨干网的接口，用户 侧设备提供与用户终端计算机相接的 10/100 BASE-T 接口。局侧设备具有汇聚用户 侧设备网管信息的功能。 将来的接入网应该是一个以 FTTH（光纤到户）形式实现的宽带接入网。但是要 建设这样一个宽带接入网目前还有许多困难，首先光纤直接到户投资大，其次对于 普通用户的业务需求，使用巨大的宽带光纤接入还为时过早。因此，可根据社会的 发展、用户的需求，分阶段逐渐建设我国的光纤宽带接入网。FTTx+LAN 就是一个过 渡性的产品。 FTTx+LAN 方案是以以太网技术为基础，来建设智能化的园区网络。在用户的家 中添加以太网 RJ45 信息插座作为接入网络的接口，可提供 10M 或 100M 的网络速度。 通过 FTTx+LAN 接入技术能够实现“千兆到小区、百兆到居民大楼、十兆到桌面”， 为用户提供信息网络的高速接入。 交换机 光纤 交换机 计算机 计算机 计算机 交换机 计算机 计算机 计算机 局域网 Internet 图 10-5 FTTx+LAN 接入 Internet 示意图 光节点汇接点通过单模或多模光纤连接居民楼、学校、公司等，其距离在几百 米以内。在居民楼内设置以太网交换机和交换集线器，通过双绞线(五类，超五类) 连接终端用户，目前从光节点汇接点到居民楼的传输速率是１０/１００Ｍｂ/ｓ，将 来可以发展到１Ｇ/１０Ｇｂ/ｓ甚至更高。在光节点处，以太网接入系统设置一台路 由交换机通过居民楼的交换机连接终端用户，每一个用户独享１０/１００Ｍｂ/ｓ信 道。 ２０１
计算机网络技术及应用 10.5无线接入技术 多年来,无论是核心骨干网,还是接入网,网络线路基本是有线网络一统天下 然而,近几年,随着蜂窝移动通信系统和固定无线接入系统的出现和飞速发展, 及无线通信方式的任何时间任何地点的接入特性,使得无线网络具有强大的应用前 景。 无线接入技术是指在终端用户和交换端局间的接入网,全部或部分采用无线传 输方式,为用户提供固定或移动接入服务的技术。作为有线接入网的有效补充,它 有系统容量大,话音质量与有线一样,覆盖范围广,系统规划简单,扩容方便,可 加密或用ωDMA增强保密性等技术特点,可解决边远地区、难于架线地区的信息传输 问题,是当前发展最快的接入网之 无线接入的实现主要基于以下几种类型的技术 1.蜂窝技术 采用蜂窝技术的无线接入系统技术成熟,比较易于实现且覆盖范围比较大,比 较适合于农村等地理位置偏远的地区使用。比较典型的有450MZ系统、基于GSM和 CDMA的系统等等 2.数字无绳技术 采用数字无绳技术的无线接入系统由于采用了32Kb/s的 ADPCM话音编码技术, 话音质量已基本接近有线的话音质量。而且由于采用微蜂窝组网(基站覆盖半径 般为几百米),频率规划简单、频率复用率高、系统容量大,比较适合城市人口稠密 管线紧张的地区如宾馆、饭店、写字楼等 3.点对点微波技术 这是一个传统的技术,对于距离超过40公里以上的分散用户可以采用基于该技 术的系统 4.卫星技术 对于特别偏远的地区以及偏远的山区,卫星技术的优越性是前面介绍的几种技 术所无法比拟的。比如对于山区分散的用户,如采用微波技术可能需要经过多个中 继站才能进行覆盖,会导致工程费用高、施工困难以及日常维护困难的问题。而采 用卫星覆盖的方式,只需在地面建立与固定网连接的关口站,即可在卫星辽阔的覆 盖区通过架设卫星小站提供话音业务。 5.蓝牙技术 蓝牙是丹麦国王 Viking(940-981年)的“绰号”。蓝牙( Bluetooth)技术是由 瑞典爱立信等5家公司联合起来开发的传输范围约为10米左右的短距离无线通信标 准,用来设计在便携式计算机、移动电话以及其他的移动设备之间建立起一种小型、 经济、短距离的无线链路。蓝牙协议能使包括蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑和 相关外设等众多设备之间进行信息交换。蓝牙技术应用于手机与计算机的相连,可 节省手机费用,实现数据共享、 Internet接入、无线免提、同步资料、影像传递等。 202
计算机网络技术及应用 10.5 无线接入技术 多年来，无论是核心骨干网，还是接入网，网络线路基本是有线网络一统天下。 然而，近几年，随着蜂窝移动通信系统和固定无线接入系统的出现和飞速发展，以 及无线通信方式的任何时间任何地点的接入特性，使得无线网络具有强大的应用前 景。 无线接入技术是指在终端用户和交换端局间的接入网，全部或部分采用无线传 输方式，为用户提供固定或移动接入服务的技术。作为有线接入网的有效补充，它 有系统容量大，话音质量与有线一样，覆盖范围广，系统规划简单，扩容方便，可 加密或用 CDMA 增强保密性等技术特点，可解决边远地区、难于架线地区的信息传输 问题，是当前发展最快的接入网之一。 无线接入的实现主要基于以下几种类型的技术： 1．蜂窝技术 采用蜂窝技术的无线接入系统技术成熟，比较易于实现且覆盖范围比较大，比 较适合于农村等地理位置偏远的地区使用。比较典型的有 450MHZ 系统、基于 GSM 和 CDMA 的系统等等。 2．数字无绳技术 采用数字无绳技术的无线接入系统由于采用了 32Kb/s 的 ADPCM 话音编码技术， 话音质量已基本接近有线的话音质量。而且由于采用微蜂窝组网（基站覆盖半径一 般为几百米）,频率规划简单、频率复用率高、系统容量大，比较适合城市人口稠密 管线紧张的地区如宾馆、饭店、写字楼等。 3．点对点微波技术 这是一个传统的技术，对于距离超过 40 公里以上的分散用户可以采用基于该技 术的系统。 4．卫星技术 对于特别偏远的地区以及偏远的山区，卫星技术的优越性是前面介绍的几种技 术所无法比拟的。比如对于山区分散的用户，如采用微波技术可能需要经过多个中 继站才能进行覆盖，会导致工程费用高、施工困难以及日常维护困难的问题。而采 用卫星覆盖的方式，只需在地面建立与固定网连接的关口站，即可在卫星辽阔的覆 盖区通过架设卫星小站提供话音业务。 5．蓝牙技术 蓝牙是丹麦国王 Viking(940-981 年)的“绰号”。蓝牙（BlueTooth）技术是由 瑞典爱立信等5 家公司联合起来开发的传输范围约为 10米左右的短距离无线通信标 准，用来设计在便携式计算机、移动电话以及其他的移动设备之间建立起一种小型、 经济、短距离的无线链路。蓝牙协议能使包括蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑和 相关外设等众多设备之间进行信息交换。蓝牙技术应用于手机与计算机的相连，可 节省手机费用，实现数据共享、Internet 接入、无线免提、同步资料、影像传递等。 ２０２
第十章 Internet接入技术 蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌 上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端之间的通信,也能够成功地简 化以上设备与 Internet之间的通信,从而使这些现代设备与 Internet之间的数据 传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。 习题十 1.目前, Internet接入网在技术上比较成熟的主流技术有哪些?它们各有什么特点? 2.拨号连接 Internet需要哪些设备? 3. Modem的实际传输速率受哪些因素的影响? 4.为什么说ADSL是方便、快捷的连接方式? 5.CATV和HFC有什么区别?如何将CATV改造为HC? 6.什么是光纤接入网?有源光网络和无源光网络有什么区别? 7.什么是无线接入技术?它主要应用在什么情况下? 8.目前主要有哪些无线接入技术? 9. Internet接入网的未来发展趋势是什么? 10.接入网建设时,接入技术选择应考虑的因素有哪些? 203
第十章 Internet 接入技术 蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌 上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端之间的通信，也能够成功地简 化以上设备与 Internet 之间的通信，从而使这些现代设备与 Internet 之间的数据 传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。 习 题 十 1. 目前，Internet 接入网在技术上比较成熟的主流技术有哪些？它们各有什么特点？ 2. 拨号连接 Internet 需要哪些设备？ 3. Modem 的实际传输速率受哪些因素的影响？ 4. 为什么说 ADSL 是方便、快捷的连接方式？ 5. CATV 和 HFC 有什么区别？如何将 CATV 改造为 HFC？ 6. 什么是光纤接入网？有源光网络和无源光网络有什么区别？ 7. 什么是无线接入技术？它主要应用在什么情况下？ 8. 目前主要有哪些无线接入技术？ 9. Internet 接入网的未来发展趋势是什么？ 10. 接入网建设时，接入技术选择应考虑的因素有哪些？ ２０３
