| 接入网 |
Access Network (AN) -- 接入网 根据近些年来电信网的发展趋势，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）提出了“接入网”的概念。接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为"最后一公里"。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入HFC （Hybrid Fiber Coaxial）、无线接入和以太网接入等几种方式。 100多年以来，电信网技术已发生了翻天覆地的变化，无论是交换还是传输，大约每隔10～20年就会有新的技术和系统诞生。然而这种迅速更新和变化只发生在电信网的核心，即长途网和中继网部分。而电信网的边缘部分，即从本地交换机到用户之间的接入网一直是电信网领域中技术变化最慢、耗资最大、成本最敏感、法规影响最大和运行环境最恶劣的老大难领域。 然而近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，电信管制政策的放松，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术，但是至今尚无一种接入技术可以满足所有应用的需要，接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。接入技术可以分为有线接入技术和无线接入技术两大类。 一、接入网的概念 国际电联标准部（ITU-T）根据近年来电信网的发展演变趋势，提出了接入网的概念。 从整个电信网的角度讲，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN）两大块，其中CPN属用户所有，因而，通常意义的电信网指的是公用电信网部分。公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3部分。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，接入网由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。 二、宽带有线接入网技术 宽带有线接入网技术包括：基于双绞线的ADSL技术、基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem技术、基于五类线的以太网接入技术以及光纤接入技术。 1．基于双绞线的ADSL技术 非对称数字用户线系统（ADSL）是充分利用现有电话网络的双绞线资源，实现高速、高带宽的数据接入的一种技术。ADSL是DSL的一种非对称版本，它采用FDM（频分复用）技术和DMT调制技术，在保证不影响正常电话使用的前提下，利用原有的电话双绞线进行高速数据传输。 从实际的数据组网形式上看，ADSL所起的作用类似于窄带的拨号Modem，担负着数据的传送功能。按照OSI七层模型的划分标准，ADSL的功能从理论上应该属于七层模型的物理层。它主要实现信号的调制、提供接口类型等一系列底层的电气特性。同样，ADSL的宽带接入仍然遵循数据通信的对等层通信原则，在用户侧对上层数据进行封装后，在网络侧的同一层上进行开封。因此，要实现ADSL的各种宽带接入，在网络侧也必须有相应的网络设备相结合。 ADSL的接入模型主要由中央交换局端模块和远端模块组成，中央交换局端模块包括中心ADSL Modem 和接入多路复用系统DSLAM,,远端模块由用户ADSL Modem和滤波器组成。 ADSL能够向终端用户提供8Mbps的下行传输速率和1Mbps的上行速率，比传统的28.8Kbps模拟调制解调器将近快200倍，这也是传输速率达128Kbps的ISDN（综合业务数据网）所无法比拟的。与电缆调制解调器（Cable Modem）相比，ADSL具有独特的优势是：它是针对单一电话线路用户的专线服务，而电缆调制解调器则要求一个系统内的众多用户分享同一带宽。尽管电缆调制解调器的下行速率比ADSL高，但考虑到将来会有越来越多的用户在同一时间上网，电缆调制解调器的性能将大大下降。另外，电缆调制解调器的上行速率通常低于ADSL。 不容忽视的是，目前，全世界有将近7.5亿铜制电话线用户，而享有电缆调制解调器服务的家庭只有1200万。ADSL无须改动现有铜缆网络设施就能提供宽带业务，由于技术成熟，产量大幅上升，ADSL已开始进入大力发展阶段。 目前，众多ADSL厂商在技术实现上，普遍将先进的ATM服务服务质量保证技术融入到ADSL设备中，DSLAM（ADSL的用户集中器）的ATM功能的引入，不仅提高了整个ADSL接入的总体性能，为每一用户提供了可靠的接入带宽，为ADSL星形组网方式提供了强有力的支撑，而且完成了与ATM接口的无缝互联，实现了与ATM骨干网的完美结合。 2．基于HFC网的Cable Modem技术 基于HFC网（光纤和同轴电缆混合网）的Cable Modem技术是宽带接入技术中最先成熟和进入市场的，其巨大的带宽和相对经济性使其对有线电视网络公司和新成立的电信公司很具吸引力。 Cable Modem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上交互传输的过程，但也存在差异，普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输介质，而Cable Modem的传输介质是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质；另外，Cable Modem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务。 目前Cable Modem产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS是北美标准，DVB/DAVIC是欧洲标准。 欧、美两大标准体系的频道划分、频道带宽及信道参数等方面的规定，都存在较大差异，因而互不兼容。北美标准是基于IP的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于ATM的数据传输系统，侧重于DVB交互信道的规范，具有实时视频传输优势。从目前情况看，兼容欧洲标准的Euro DOCSIS1.1标准前景看好，我国信息产业部——CM技术要求（征求意见稿）类似于这一标准。 Cable Modem的工作过程是：以DOCSIS标准为例，Cable Modem的技术实现一般是从87 MHZ—860MHZ电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5 MHZ—65 MHZ之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK调制（QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低）。CMTS（Cable Modem的前端设备）与 CM（Cable Modem）的通信过程为：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5 —65 MHZ射频信号进入HFC网的上行通道，同时，CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。 Cable Modem的前端设备CMTS采用10Base—T，100Base—T等接口通过交换型HUB与外界设备相联，通过路由器与Internet连接，或者可以直接联到本地服务器，享受本地业务。CM（Cable Modem）是用户端设备，放在用户的家中，通过10Base—T接口，与用户计算机相联。 有线电视HFC网络是一个宽带网络，具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范，为电缆调制解调器（Cable Modem）系统的发展提供了保证。与ADSL不同，HFC的数据通信系统Cable Modem不依托ATM技术，而直接依靠IP技术，所以很容易开展基于IP的业务。通过Cable Modem系统，用户可以在有线电视网络内实现国际互联网访问、IP电话、视频会议、视频点播、远程教育、网络游戏等功能。此外，电缆调制解调器也没有ADSL技术的严格距离限制。采用Cable Modem在有线电视网上建立数据平台，已成为有线电视事业发展的必然趋势。 3．基于五类线的以太网接入技术 从二十世纪八十年代开始以太网就成为最普遍采用的网络技术，根据IDC的统计，以太网的端口数约为所有网络端口数的85%。1998年以太网卡的销售是4800万端口，而令牌网、FDDI网和ATM等网卡的销售量总共才是500万端口，只是整个销售量的10%。而以太网的这种优势仍然有继续保持下去的势头。 |
| 骨干网 |
| Internet backbone Internet骨干网 用来连接多个局域和地区网的几个高速网络之一，每个骨干网中至少有一个和其他 Internet 骨干网进行包交换的连接点。不同的供应商拥有它们自己的骨干网，以独立于其他供应商。 几台计算机连接起来，互相可以看到其他人的文件，这叫局域网，整个城市的计算机都连接起来，就是城域网，把城市之间连接起来的网就叫骨干网。这些骨干网是国家批准的可以直接和国外连接的互联网。其他有接入功能的ISP想连到国外都得通过这些骨干网。 “骨干网”通常是用于描述大型网络结构时经常使用的词语，描述网络结构，主要是要看者清楚网络拓扑结构，而非具体使用的传输方式或协议。骨干网一般都是广域网:作用范围几十到几千公里. 骨干网是由多种传输方式，多种协议组合构成的 未来发展 随着现代电信、计算机和因特网技术的飞速发展，数据、语音、视频等业务传输都在不断增长，并呈现出融合趋势，现有网络已经难以满足快速增长的业务需求，强烈需要建设一个新型的宽带骨干网来承载这些快速发展的业务。 从网络结构上看 物理层 SONET（同步光纤网络）在许多方面的重要价值，使它成为长距离、高速度光纤通信的最主要协议。首先，SONET的可伸缩性使它成为实现新一轮高速端口的首要技术。因为OC-3 (155Mbps)已成为一种过时的辅助技术，在高速的路由器和交换机上OC-48 (2.4Gbps)端口速度现在已经非常普遍，OC-768 (40Gbps)的端口速度也即将闪亮登场，随着数据流量吞吐率不断增长，SONET成为一种重要的骨干网络传输技术。 在SONET出现之前，每个光纤设备制造商各自为政，在产品生产中采用自己独立的技术，产品互不兼容。SONET的出现起到了标准化高速光纤数据传输的作用。 数据链路层 ATM为语音、视频和数据创建了一个单一的网络，并且语音和视频流能够维持在用户所要求的较低的时延和抖动水平上。同时，对时间不敏感的数据能够充分利用剩余的信道容量，这样可以相对降低为提供服务质量保证的费用。 正像SONET有许多特征没有包含在传统的物理层协议的定义中一样，ATM也不能完全被当作数据链路层协议。尽管一个ATM信元与典型的第二层数据帧很相似，都具有错误修正能力，也都包含有对本地数据链接非常重要的地址信息，但是，第二层的规程并不要求像ATM那样，把全部的通信流都转换成固定长度的信元。 ATM有精心制作的服务质量QoS，没有数据链路层所要求的兼容性。然而，ATM作为与物理层的接口，无疑又非常适合第二层协议的定义。它对第一层的选项包括了许多运送ATM信元的光纤传输方法，包括SONET、第五类双绞线铜缆和T1线等。 虽然ATM也能被当作统计多路复用器来为大量非实时的数据流提供服务，但它的主要优势还在于能够接收实时数据流（例如语音和视频）而不造成抖动和时延。 网络层 在网络层上，随着Internet取得的巨大成功，IP已经成为了公认的标准。IP随着技术的发展和承载业务的多元化，IP这种以“尽力传送”的方式来传输数据的无连接协议，需要为业务提供服务质量保证（QoS），否则无法达到骨干网所需要的电信级的服务质量。 从网络层次上看 这样，在网络层次上，由物理层、数据链路层和网络层组成的骨干网形成了IP/ATM/SONET/Optical的体系结构。但是，SONET的APS设备带来了额外的“容错税”，为了实现容错在SONET中需要花费整个带宽的50%作为“容错税”。因此，许多电信运营商想要去掉这一层。 IP/ATM/SONET/Optical体系结构的缺点随着应用的深入逐渐暴露了出来：效率低、设备复杂、成本高昂、管理复杂等。随着吉位路由交换机包转发速度增加到数十兆的速率以及拥有了155Mbps和622Mbps的SONET端口，Internet骨干网于是采用了以PPP协议连接路由器的方式构成，这就是IP over SONET（POS）的结构。这种结构很快取代ATM成为Internet骨干网技术的主流，它将传输效率从不到80％提高到95％以上，并且使设备简化、成本降低。 IP over SONET并不是分层简化的终极体系，在骨干网络中还能进一步简化掉SONET层，把IP应用直接运行在光通道上（IP over Optical）。全光网络不需要SONET层复杂的链路层管理，Internet固有的分布式生存特性使其具有保护和自愈能力。在IP优化光网络中不使用SDH和ATM，数据包的转发交换是由吉位路由交换机完成的。由于在IP优化光网络中没有更低层的传输协议可以使用，自愈恢复最好是在网络层完成。可以使用MPLS（多协议标记交换）或者DPT（动态包传输）实现网络层上的自愈恢复，使整个网络保持健壮性和高效性。 从服务质量上看 新一代的宽带IP骨干网络，已不再是传统意义上的Internet，它需要在其骨干上运行比现在更多的业务。新的骨干网络结构必须能够提供包括语音、数据、视频等多种服务。因此，就要求有一定的服务质量(QoS)，这个服务质量是指要求在时间延迟和传输误码率两方面要得到高质量的保证。在网络中就必须能够提供业务流控制的手段和流量管理的方法。 对于宽带骨干网来说，追求最大限度地利用资源、降低成本、提高效率是网络建设、网络运营的根本要求。所以在网络的高层需要选择高效的组网技术，充分发挥物理资源。流量管理技术能够在发生拥塞的网络中，保证各个业务的服务质量。 IETF从综合服务工程组中成立了一个新的工作组来创建区别服务（DiffServ），以实现骨干网络中的QoS功能。在IP网络中为流量区分优先级的另一个有效机制是TCP速率控制，它通过调节终端窗口的大小而不是让其任意增长的方式来实现，TCP速率控制能够减轻网络上的包流量。 IP骨干网络管理上的重要问题是如何监视流量，并防止和化解拥塞。为了适应IP over ATM的发展，出现了多协议标记交换技术MPLS。MPLS可在ATM交换机中根据标记，为IP实时业务数据流建立虚电路，保证QoS。 引&＃65279; 未来的宽带骨干网将担当起三网统一的任务，为多种业务提供支撑的平台。网络首先要有很高的效率，使网络层次更加简明，从而得到高的传输效率；另外，需要在网络层或者更高的应用层次上下工夫，把服务质量、流量监控和网络管理的功能提高到一个更高的境界。 |
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