宽带接入网设计方案研究与分析论文_文库吧

2020-08-14 10:19:24 本页面

【导读】电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。的需要来进行选择。

文章介绍图

  

【正文】 abstract
II
宽带接入网设计方案研究与分析论文
摘要
电信网发展到今天,正在进入一个新的转折点,呈现出宽带化、IP化及业务
融合化的趋势。电信网宽带化首当其冲的就是接入网的宽带化。近几年,为了适
应新时期下社会发展的需求,并且满足人们在生活中与工作中对网络的要求,接入
网的宽带化加快了步伐,正在向着多样化的方向发展,涌现出各种各样的宽带接
入技术,这些宽带接入技术各自有着自身的一些特点,在选择的时候应该结合实际
的需要来进行选择。现对宽带接入网进行了探讨。
本文首先叙述了接入网的基本概念,然后介绍了主流宽带接入技术,接着着
重描述了ADSL的可行性分析及其接入网的网络设计,并对它进行性能分析,提
出改进方式。
关键词:接入网,发展,ADSL
abstract
IV
Abstract
Thetelemunicationworkdevelopmenttotoday,isenteringanewturning
point,showingabroadband,IPandbusinessintegrationtrend.Telebroadband
workisbethefirsttobearthebruntofthebroadbandaccesswork.Inrecent
years,inordertomeettheneedsofsocialdevelopmentinthenewperiod,andmeetthe
requirementsofworkinlifeandwork,andbroadbandaccessworktospeedup
thepace,isdevelopingtowardsthedirectionofdiversification,theemergenceofa
varietyofbroadbandaccesstechnology,thewidebandaccesstechnologyhavetheir
ownsomecharacteristicsthe,inthechoiceofwhenshouldbebinedwiththe
actualtochoose.Thebroadbandaccessworkisdiscussed.
Thispaperdescribesthebasicconceptofaccesswork,thenintroducesthe
mainbroadbandaccesstechnology,andthenfocusesontheworkdesignfeasibility
analysisandaccessworkADSL,anditsperformanceanalysis,putforwardthe
improvementway.
Keywords:Accesswork,development,ADSL
1
目录
摘要................................................................................................................................II
ABSTRACT.................................................................................................................IV
第一章接入网的基本概念...........................................................................................2
电信网的构成.......................................................................................................2
接入网的定义.......................................................................................................2
接入网的结构功能...............................................................................................2
第二章宽带接入网中几种技术的比较.......................................................................4
接入技术.....................................................................................................4
基于HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的CABLEMODEM技术..............5
光纤接入技术......................................................................................................6
无线接入技术......................................................................................................8
第三章应用ADSL可行性的分析............................................................................9
宽带接入市场和业务发展状况...........................................................................9
宽带接入技术的应用状况.............................................................................9
宽带业务的发展状况...................................................................................10
ADSL技术发展趋势..........................................................................................10
第四章ADSL宽带接入网络设计...........................................................................12
网络拓扑结构结构的选择.................................................................................12
ADSL接入端布局规划......................................................................................13
ADSL系统的接入方式和接入模型..................................................................13
ADSL设备的安装..............................................................................................14
IP地址的规划........................................................................................................15
ADSL宽带接入网络安全的设计......................................................................16
第五章ADSL宽带接入网络的性能分析.................................................................18
影响系统性能的因素.........................................................................................18
改进方案建议.....................................................................................................18
第六章总结与展望...................................................................................................19
致谢...............................................................................................................................20
参考文献..........................................................................................错误!未定义书签。
附录1XXXXXX............................................................................错误!未定义书签。
附录2BBBBB................................................................................错误!未定义书签。
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
2
第一章接入网的基本概念
一般来说,整个电信网包含核心网(CoreNetwork,CN)、接入网(Access
Network,AN)和用户驻地网(CustomerPremisesNetwork,CPN)三大部分
接入网有三类接口,即UN1,SN1和Q3。
UN1位于接入网的用户侧,是UTE与接入网之间的接口。接入网通过UN1
为用户提供各种业务服务,UNl分为独享式和共享式两种。
SN1位于接入网的SN侧,是接入网与SN之间的接口。它独立于SN和交换
机,支持很宽范围的接入类型,把不同业务的SN通过不同的SN1与接入网相连,
进而向用户提供多种不同的业务服务。
Q3是接入网与TMN的接口,也是TMN与电信网各被管理部分连接的标准
接口。作为电信网的一部分,接入网的管理也应纳入TMN的管理范围之内。
1995年7月,ITU-T对接入网作出如下定义:
接入网(AN)是由业务节点接口(SNI)与相关用户网络接口(UNI)之间
的一系列传送实体(例如线路设施和传输设施)组成,为供给电信业务而提供所
需传送承载能力的实施系统,可经由管理接口(Q3)配置和管理。
通俗意义上讲,接入网就是介于业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之
间的网络,它包含线路设施和传输设施。
接入网有五个功能模块,分别为用户接口功能模块(UPF)、业务接口功能模
块(SPF)、核心功能模块(CF)、传送功能模块(TF)和接入系统管理功能模块
(AN-SMF)
3
图1-1结构图
接入网的综合业务
话音业务
从20世纪80年代开始,随着通信技术的发展,在传统的话音电话上开发了许多
新业务,如:可视电话、IC卡电话、移动电话、IP电话、智能网电话。在程控交
换机上开发了缩位拨号、叫醒电话、三方通话、呼叫等待、呼叫转移、呼叫限制、
追查恶意呼叫等服务业务,以满足用户的需求。
数据业务:
有数据检索业务,数据处理业务,电子邮件业务,电子数据业务(EDI)等
图像业务
图像业务是指通过电信网传送、存储、检索或广播图像与文字等视觉信息的业务。
它具有形象、直观、生动等特点。图像业务可分为静态和动态两类。静态图像业
务包括传真、可视图文、电视图文广播等;动态图像业务包括可视电话、广播电
视、高清晰度电视等。对普通用户而言,目前普遍需要的是电视业务。
多媒体业务
有点播电视(VOD),居家办公,居家购物,远程教育,远程医疗,多方可视游
戏等业务
4
第二章宽带接入网中几种技术的比较
多年来,电话用户是以铜线进行线路连接的,为充分利用这些资源,提高铜线传
输速率,实现宽带化和数字化,于是开发了数字用户线(DSL)技术,以解决高
速率数字信号在铜缆用户线上的传输问题。
xDSL技术的概述
DSL即数字用户线技术DSL(数字用户线路,DigitalSubscriberLine)是以铜质
电话线为传输介质的传输技术组合,它直接将数字信号调制在电话线上(并没有经
过模/数转换),所以可以获得比普通调制解调器高得多的带宽和速率。它包括
HDSL、SDSL、VDSL、ADSL和RADSL等,一般称之为xDSL。
ADSL是目前众多DSL技术中较为成熟的一种,其优点是带宽较大、连接简
单、投资较小,因此发展很快,广州、深圳、上海、北京、成都等地的电信部门
已先后推出了ADSL宽带接入服务。ADSL系统主要是针对住宅用户设计的,其
下行速率高达6~9Mbit/s,传输距离可达3~5km,典型的下行速率有T1,E1,
DS2(),E2();上行速率低,具体数值随各公司产品而
不同,通常为16~640kbit/s。ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行数据、
一路较低速率下行数据、一路模拟电话。各种信号采用频分复用方式占用不同频
段,低频段传送话音,中间窄频段传上行信道数据及控制信息,其余高频段传下
行信道数据、图像或高速数据。
HDSL是利用两对或三对铜双绞线,为用户提供PDH一次群速率(T1或E1)的
双工数字连接。HDSL系统主要是为企事业单位用户设计的,它可以作为铜双绞
线接入业务的通用平台,为用户提供话音、数据和图像等多种宽带业务。
VDSL是速率更高的ADSL,也有人称其为宽带数字用户线(BDSL)。VDSL系
统一般用于光纤接入网中的最后一段入户连接,其传输距离只有100(155Mbit/s
时)到1km(13Mbit/s时)。它的下行传输速率可达13,26,52Mbit/s甚至155Mbit/s,
采用的调制技术一般为DMT或16CAP;它的上行传输速率为~2Mbit/s,采
用的调制技术一般为DMT,QPSK或4CAP。
表各种数字用户线技术分类
5
HFC网(光纤和同轴电缆混合网)的CableModem技术
CableModem是近几年发展起来的,主要用于有线电视网数据传输。现在大多数
新建的有线电视网都采用光纤同轴混合(HFC)网络,其巨大的带宽和相对经济
性使其对有线电视公司和新成立的电信公司很具吸引力。由于CableModem是作
为一种在HFC网上提供数据业务的设备,因此它通常等同于HFC宽带接入技术。
光纤/同轴电缆(HybridFiberCoax,HFC)接入网是一种综合应用模拟和数
字传输技术、同轴电缆和光缆技术、射频技术、高度分布式智能形的接入网络,
是通信网和有线电视(CATV)网相结合的产物。在HFC上利用线缆调制解调器
(CableModem)可以实现理想的宽带接入。
1.基本结构
HFC网主要由馈线网、配线网和用户引入线三部分构成。其基本结构如图所
示。
图2-1基本结构
HFC系统采用适当的调制技术和模拟传输方式,可综合接入多种业务信息
(如语音、视频、数据等)。当传输数字视频信号时,可采用正交幅度调制(64QAM)
6
或正交频分复用(OFDM);当传输语音或数据信号时,可采用正交相移键控
(QPSK)或OFDM;当传输模拟广播电视信号时,可采用AMVSB方式。
HFC网络采用副载波频分复用方式,将各种图像、数据和语言信号通过调制
器调制,同时在同轴电缆上传输。其频谱安排如图所示。
图2-2频谱
整个信号的通频带为750MHz,其中5~42MHz留给上行信号使用,称之为
回传通道(上行通道),主要用来传送电视、非广播业务及通信业务信号;45~
750留给下行信号使用,称之为正向通道(下行通道),主要用来传输CATV信号,
其中45~582MHz频段主要用来传输模拟CATV信号,由于每一通路的带宽为6~
8MHz,因此可传60~80路电视节目,582~750MHz主要用来传送附加的模拟
CATV或数字CATV信号,特别是视频点播(VOD)业务。
3.终端设备
CableModem是一种可通过有线电视网络实现高速数据接入的设备。Cable
Modem备有三个接头,一个接有线电视插座,一个接计算机,一个接普通电话。
大多为外置式,通过标准10BASE-T以太网卡和双绞线与计算机相连。
CableModem终端是用户设备与同轴网络的接口,CableModem具有标准以
太接口,可以连接单台PC,也可以连接多台PC或局域网。CableModem接收下
行数据,经解调后传输到计算机,同时将上行数据信号进行射频调制,经本地网
络传向前端。
由于CATV网是共用传输系统,所以CableModem可以在CATV网上的某段
或几段频率上进行数据调制和解调,其他频段仍可用于有线电视信号的传输。
CableModem具有安全管理功能,并支持多等级服务,可以提供虚拟域网服务。
光纤接入技术
光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。
在干线通信中,光纤扮演着重要角色,在接入网中,光纤接入也将成为发展的重
点。光纤接入网指的是接入网中的传输媒质为光纤的接入网。
按照室外设施是否含有有源设备分类:无源光网络(PON)和有源光网络
(AON)。
7
光纤接入网的应用类型
1.光纤到路边(FTTC)
2.光纤到大楼(FTTB)
FTTB也可以看作是FTTC的衍生类型,不同之处是ONU直接放在楼内(通
常为居民住宅公寓或小型企事业单位的办公楼),再经过多对双绞线将业务分送
给各个用户。
3.光纤到户(FTTH)或办公室(FTTO)
将FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器,然后将ONU移到用
户家,即为FTTH结构。
8
无线接入技术
宽带固定无线接入技术已有多种形式,例如已经投入使用的多路多点分配业务
(MMDS)和直播卫星系统(DBS)以及正在做现场试验的本地多点分配业务
(LMDS)和不可见光纤无线系统。
LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业
务。但最有利的机会是为企事业用户提供数据业务和高速上网。由于LMDS提供多
点传输技术,新增用户时无须增加基站射频设备,便于快速扩展用户,最适于新
的电信运营公司。LMDS系统尚处于小规模商用阶段,能否大规模发展在很大程
度上取决于能否开发出低成本的收发机来,这不仅取决于技术,也与缺乏统一标
准有关。另外,必须能妥善解决雨雪影响、视距传输和抑制信号干扰。目前对于
普通雨雪,采用动态功率电平调节和先进的技术后有可能仍然维持较高的链路质
量,但对于大雨雪,性能仍会迅速劣化。因此,在上述问题没有妥善解决之前,
LMDS系统不太适合多雨雪地区应用。
总的看,宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展
趋势,不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地电信业
务的传统观念,最适于新的电信竟争者与传统电信公司和有线电视公司展开有效
竞争,也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。
9
第三章应用ADSL可行性的分析
宽带接入技术的应用状况
(1)DSL尤其是ADSL市场异常火爆
近年来,全球宽带接入市场异常火爆,获得了飞速发展。而在这火爆的宽带接入
市场中,DSL的发展势头最为强劲,在国内外都占据主流地位。据RHK20xx年
7月统计,全球DSL增长率连续超过200万线/月。在全球DSL市场蓬勃发展的
大背景下,亚太地区DSL市场表现突出,其中中国的增长势头最为猛烈(20xx
年增长率超过200%),显示出了巨大的发展潜力,成为继日本、美国后的第三大
DSL市场。
从国内电信市场来看,宽带接入对固网运营商的业务发展起着举足轻重的作
用,已成为固网运营商主要的投资方向和业务收入来源之一。预计到20xx年底,
中国的DSL用户数将突破20xx万,其中ADSL用户占98%以上,ADSL在宽带
接入市场中所占比例将接近80%。从中国2亿多的电话用户和不足1%的宽带普
及率来看,在未来相当长的时间内,DSL都将具有较大的发展空间。
目前,我国商用用户的宽带接入速率为512kBit/S,这主要受限于上游的IP
城域网。但是,随着宽带业务的不断增多,特别是视频业务的开展,512kBit/S
的速率已经不能满足需求,DSL正面临提速的压力。近期内,2MBit/S将是比较
理想的速率。从理论上讲,目前用户的距离已经在2km以内(其中市内距离≤
1km),DSLAM设备开通2MBit/S以上的下行速率没有问题,而且目前一些地方
已经开通。但是,ADSL提速必然给上游的IP城域网带来提速的压力。
我们再来看看VDSL在国内的应用状况。由于VDSL技术和标准还不十分成
熟,因此目前应用还很少,所占比例不足DSL用户的2%。但是,随着高带宽对
称应用的增加和VDSL技术的成熟,VDSL将得到规模应用,与ADSL技术相互
补充、协调发展。
(2)FTTx+LAN接入增长缓慢
FTTx+LAN接入目前的发展速率远远低于ADSL,主要是因为LAN接入
覆盖范围小,且因需要综合布线导致初期投资成本高,运营商对用户楼进行综合
布线后,往往出现用户实装率低、投资难以回收的局面。而且LAN交换机大多
不是电信级产品,故障率较高,运行维护比较困难。此外,以太网本身是一种局
域网技术,将其应用于电信网接入领域时,需要认真解决认证计费、用户管理、
用户安全和绑定、服务质量保证和网络管理等问题,而ADSL技术成熟且设备价
格不断下降。运营商在经过充分考虑后,将ADSL技术作为主流的宽带接入技术,
而将FTTx+LAN作为一种补充方式,主要用于企业大厦和高档住宅小区。
10
从LAN接入技术本身而言,以太网技术已十分成熟。发展LAN接入技术主要
需要解决目前存在的几大问题:一是延伸以太网的接入距离;二是提高以太网交
换机的可靠性,并实现对以太网交换机的远程集中管理;三是完善其用户认证、
用户管理、用户安全和服务质量保证解决方案。
(3)光纤接入取得一定应用,但步履艰难
接入网的长远目标是实现光纤到户(FTTH),本着这样的目标大多数运营商
都在积极推进接入网的光纤化进程,目前大城市已基本实现了光纤到小区、光纤
到大楼,但受用户需求、成本和业务定位诸多因素的影响,光纤到户的进程一直
比较缓慢。虽然近年来比较热门的光接入技术———EPON受到越来越多的关注,
有关EPON的试验项目正在逐步开展,在一些竞争比较激烈的地区,EPON甚至
被运营商用于抢占网吧客户的重要手段,但是实现光纤到户仍需要相当长的一段
时间。
宽带业务的发展状况
国内开展的宽带业务主要有大众用户普通上网业务、网吧业务、视频会议和企
业专线业务。随着接入领域竞争的加剧,宽带业务的服务内容成为吸引大众用户
的重要因素,而具有高附加值的大客户则更多地关注运营商提供的差异化服务和
安全性保证。目前,部分运营商正在联合内容提供商加强服务内容的开发,以促
进宽带接入市场的发展,现在大家谈论比较多的是VOD业务。
对于新业务的开展,有些需要在接入网支持Qos,在技术方面,也正在加强
对组播、视频业务的研究和试验。对于大客户,正在通过优化网络结构,通过专
门的上行通道或网络为其提供高Qos保证和高安全性的精品网络服务。
ADSL从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术演进随着ADSL应用的不断推
广和宽带业务需求的不断变化,基于G.992.1/G.992.2的ADSL技术(业界
称为第一代ADSL技术),在业务开展、运维等方面都暴露出了一些难以克服的
弱点。例如:第一代ADSL技术所支持的线路诊断和检测能力较弱,随着用户数
的不断增多,如何实现用户终端的远程管理以及线路的自动测试成为运营商十分
头疼的事;单一的ATM传送模式难以适应网络IP化的趋势;较低的传输速率难
以满足一些高带宽业务的开展,如流媒体业务。
ITU-T分别于20xx年6月和20xx年1月通过了ADSL2(G.992.3)和
ADSL2+(G.992.5)两个新一代ADSL技术标准,以使全球的运营商更好地
开展ADSL技术、用户更好地享用ADSL业务。ADSL2/2+在第一代ADSL的基
础上增加了一些新的特性,在性能、功能方面有较大改进,其突出特点和主要改
进有:扩大了覆盖范围和提高了数据速率,特别是ADSL2+将频谱范围从1.104
11
MHz扩展到2.208MHz,使下行速率大大提高(最高可达25MBit/S以上);
拓展了应用范围,ADSL2/2+增加了PTM(分组传送模式),能够更加高效地传
送日益增长的以太网和IP业务;增强了线路故障诊断和频谱控制能力,能很好地
支持双端测试(DELT)功能,支持部分单端测试(SELT)功能;增加了速率
适配能力,能在不影响业务的情况下动态调整速率以适应变化的线路条件;增加
了节能特性,局端设备和用户端设备都能在业务量小或没有业务的情况下进入低
功率模式或休眠状态;支持多线对速率捆绑,可以实现更高的数据速率。值得指
出的是,新一代ADSL技术虽然推出了ADSL2和ADSL2+两个标准,但ADSL2
标准只是为ADSL2+标准的最终推出作铺垫和基础,新一代ADSL技术将是以
ADSL2+技术的形式得到推广和应用。
ADSL技术要完全实现从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术的发展演
进,还需要一个相对漫长的过程。虽然全球设备商和运营商都倍加关注和期待新
一代ADSL技术,但ADSL2/2+标准自推出至今,芯片厂商推出的芯片只能支持
标准规定的部分内容,完全支持标准的ADSL2/2+芯片的推出还有待时日,尤其
是ADSL2/2+终端进展十分缓慢。另外,不同厂商的终端与局端设备的兼容性与
互操作性更是一个问题。这些都是制约新一代ADSL技术规模应用的重要因素。
在目前ADSL2+技术还不十分成熟的情况下,ADSL2+技术仍处于少量试验和
试用阶段:一是开通更高的用户速率;二是通过ADSL2+局端和普通ADSL终
端实现长距离接入,解决第一代ADSL技术不能覆盖的用户接入问题。
12
第四章ADSL宽带接入网络设计
主要有如下几种形式:
1.星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话属于这种结构。
星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。这种结构便于集中控制,因为端用
户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。
端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信。同时它的网络延
迟时间较小,传输误差较低。但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有
极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通
常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。
2.环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一
个端用户,直到将所有的端用户连成环型。环行结构的特点是:每个端用户都与
两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是
便有上游端用户和下游端用户之称;信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个
节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故
控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,
势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;
可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较
难。
3.总线拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式。使用这种结构
必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点
链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作,只需使用很简单的
机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控
制端的探询来确定。然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能
采取上述机制。对此,研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有
碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响
其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据,其它端用
户必须等待到获得发送权;媒体访问获取机制较复杂;维护难,分支节点故障查
找难。
4.树型拓扑结构
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树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,
成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,
任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
ADSL接入端布局规划
(1)合理分散、就近用户
城市对宽带接入的需求大,为了减少线间干扰,建议采用合理分散、就近用
户的形式设置节点,尤其是对经济形势较好的、居住人口密度大的地区,建议接
入网实现ADSL全覆盖,在接入网规划建设的同时考虑ADSL的规划建设,以便运
营企业在提供电话业务的同时也能提供ADSL业务。
(2)规划周期
在规划ADSL的容量时,尽量以满足未来一年的需求为宜,时间太短易造成
容量紧缺,工程建设频繁,网络规划混乱;时间太长则易因为需求预测不准确而
导致资源空闲或短缺。电信市场经营部门每年都要对下一年的ADSL用户情况做
相应的预测,以便为工程部门建设规划提供一定的参考依据。
(3)子框满配用户电缆
工程建设时建议对DSLAM设备采取“子框配满用户电缆”的原则,一方面可
以减少设备扩容时的工程量,另一方面方便优化人员根据市场需求的变化,灵活
地在现有网络容量上进行资源调配。
ADSL系统的接入方式和接入模型
以下为ADSL系统连接方式的功能模块图:
图4-1ADSL系统连接方式的功能模块图
Server:应用服务器Inter:IP互联网CORENetwork:骨干网络(一般为
ATM骨干网);
ADSL:在局端的部分为ADSL局端设备,在用户端的为ADSL用户端设备;
ExistingCopper:连接用户端和局端的普通双绞铜线;
ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。
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图4-2ADSL的接入模型
中央交换局端模块包括在中心位置的ADSLModem和接入多路复合系统,处于中
心位置的ADSLModem被称为ATU-C(ADSLTransmissionUnit-Central)。接入多
路复合系统中心Modem通常被组合成一个被称作接入节点,也被作
"DSLAM"(DSLAccessMultiplexer)。
远端模块由用户ADSLModem和滤波器组成,用户端ADSLModem通常被
称为ATU-R(ADSLTransmissionUnit-Remote)。
ADSL设备的安装
ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面,由服务商将用户原
有的电话线中串接入ADSL局端设备,只需2至3分钟;用户端的ADSL安装也非
常简易方便,只要将电话线连上滤波器,滤波器与ADSLMODEM之间用一条两芯
电话线连上,ADSLMODEM与计算机的网卡之间用一条交叉网线连通即可完成硬件
安装,再将TCP/IP协议中的IP、DNS和网关参数项设置好,便完成了安装工作。
ADSL的使用就更加简易了,由于ADSL不需要拨号,一直在线,用户只需接上ADSL
电源便可以享受高速网上冲浪的服务了,而且可以同时打电话。
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图4-3ADSL的局端线路调整和用户端设备安装
局域网用户的ADSL安装与单机用户没有很大区别,只需再加多一个集线器,
用直连网线将集线器与ADSLMODEM连起来就可以了,如下图所示:
图4-4局域网用户的ADSL设备安装
由于ADSL系统技术较为复杂,目前制作成本仍然较高,但按目前的发展状况,
预计到20xx年即可实现ADSL的单片化,芯片价格也会大大降低,加上ADSL接入网
投资小、易实现,届时ADSL定将成为主要的宽带接入网技术。
IP地址的规划
采用星型拓扑结构的局域网中往往利用集线器(HUB)作为连接网络终端的中心
节点。由于以太网中各台终端之间采用冲突检测/载波监听多路访问(CSMA/
CD)的方法来通信,节点可以在它们有数据需要发送的任何时候使用网络,一旦
节点采用查询的方式向整个网段广播,那么在此网段上的所有终端都将收到数据
包,规模较大的局域网就很容易产生网络风暴,造成网络阻塞和效率低下。而虚
拟网络(VLAN)的划分则是利用交换机作为中心节点,按照用户地址表,只允许
必要的网络流量通过交换机;同时,交换机按照一定的逻辑分组,把传统的广
播网段分成独立的子域,使得终端处在与物理位置无关的虚拟工作组里,再根据
不同的工作组进行不同的权限定义,从而有效地提高网络带宽的利用率,同时也
实现了重要信息的保护和隔离。
由于XX小区宽带局域网主交换机采用了华为3ComH3CE126以太网交换
机,可利用该设备自带的VLAN功能划分LAN—A、VLAN—B、VLAN—C等
不同的虚拟网络,规定不同的权限(如VLAN—A只能访问局域网内的终端而
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不能访问因特网,VLAN—B能访问因特网,VLAN—C内的终端具有网络管
理的权限等),再将网卡MAC地址作为用户的识别标志分别填入其所属的
VLAN,这样就实现了虚拟网络(VLAN)的配置和权限分配管理。不仅支持用网
卡MAC地址来区分和管理用户终端,同时也支持对交换机端口的权限和带宽
分配,这样就可以给一些特殊用途的端口(如调试用端口),或者接有3级交换机
的端口在管理上带来方便。通过基于VLAN的网络配置,可以有效地防止出现网
络风暴;并且可以实现基于逻辑的网络划分;同时可以进行业务分割。这是目前
所有的大型网络及智能小区必须采用的技术。为了VLAN之间能相互通信,
需要给交换指定IP地址,并建立VLAN之间的路由。在实际操作中,我们把接
入服务器网关设为172.16.2.1,楼宇路由器的IP地址设为172.23.1.1
到172.23.1.254,172.23.2.1到„„等,子网掩码为
255.255.0.0。
ADSL宽带接入网络安全的设计
小区网络硬件平台打建好了,作为小区用户所关心的是用什么方式上网,
可以享受到哪些方面的业务(数据,话音和视频),作为网络营运商所关心的是
怎么管理和维护网络,怎么对小区接入用户的合法性进行认证和计费,以及网
络安全等等问题。
为对上网用户进行有效的管理,需对用户进行认证和计费。目前应用比较
成熟的方式有PPPoE,在小区中心侧使用接入网关实现此功能,接入服务器一
般采用Radius协议与AAA服务器交互实现对用户的认证和计费。最近很多设备
制造商如中兴通讯和华为等公司考虑到用户上网的快捷与方便,推出了
DHCP+WebPORTAL和静态IP+WePORTAL方式来对用户的合法性进行认证,
这种方式大大方便了用户,用户不需要象PPPoE认证方式那样安装一个发起连
接的客户端拨号软件,对于DHCP用户,用户一开机就可以通过DHCPSERVER
获取一个IP地址,然后登录WebPORTAL门户网站,输入用户名和密码进行身
份合法认证,(对于静态IP用户,只需登录webPORTA门户网站,输入用户名
和密码进行身份合法认证即可)认证和计费,对用户来说是透明的,对于网络的安
全问题,是用户所关心的,也是网络营运商首要考虑的,因为一个建立好的网
络需要安全地正常地运行下去,对用户而言当然不希望自己的信息被别人接收
到,因此要隔离用户数据(单播地址的帧),保证用户的数据只有合法的用户才可
以接收到,另外,用户的一些广播包会携带用户的个人信息(如用户的MAC地址
等),如果不隔离这些广播消息而让其它用户接收到,容易在网络上发生MAC
/IP的冲突,影响合法用户的上网,更严重的是如果不隔离这些广播包,易引
起网络广播风暴,从而影响整个网络的效率。
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目前在网络安全方面各大营运商所采取的有效的成熟的技术就是基于
IEEE802.1q的VLAN技术,将上图中大楼侧的LANSwitch的端口逻辑划分
为独立的VLAN,享有独立的VID(VLANID),这样,用户所携带ARP或者
DHCP等广播消息就可以通过VLAN进行隔离,从而使用户数据的安全性得到
提高。对于PPPoE认证和DHCP+PORTAL认证的用户,都可以通过VLANID
或者VLANID+MAC或者VLANID+MAC+LANSwitch的端口号来进行捆绑认
证l对于静态IP+PORTAL认证的用户,都可以通过VLANID或者VLAN
ID+IP或者VLANID+MAC或者VLANID+IP+MAC或者VLANID+MAC+LAN
Switch的端口号等多种组合来进行捆绑认证。

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第五章ADSL宽带接入网络的性能分析
现存的用户环路主要由UTP(非屏蔽双绞线)组成。UTP对信号的衰减主要与传
输距离和信号的频率有关,如果信号传输超过一定距离,信号的传输质量将难以
保证。此外,线路上的桥接抽头也将增加对信号的衰减。因此,线路衰减是影响
ADSL性能的主要因素。ADSL通过不对称传输,利用频分复用技术(或回波抵
消技术)使上、下行信道分开来减小串音的影响,从而实现信号的高速传送。
衰减和串音是决定ADSL性能的两项标准损伤。传输速率越高,它们对信号
的影响也越大,因此ADSL的有效传输距离随着传输速率的提高而缩短。附表列
出了正常情况下24号线规UTP的下行速率和有效传输距离的关系。表中的VDSL
是甚高速ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL更短,但是在VDSL光纤
到路边(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后,VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的
连接。
ADSL接入网线路长度若为,则可覆盖80%以上的现有电话用户;线
路长度若为,则可覆盖50%以上的现有用户,用户小区以外的分散用户可
通过基于光纤的集线器节点接入到网络中。串音噪声通常是稳定的,因此比较容
易对其进行研究并加以克服;而冲击噪声在频率、周期、相位等方面都是随机的,
对期难以建模和研究。
VDSL是利用中国电信深入千家万户的电话网络,先天形成星型结构的网络拓扑
构造,骨干网络采用中国电信遍布全城全国的光纤传输,您独享10M/s带宽,信
息传递快速可靠安全。VDSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于
各自频段互不干扰。您上网的同时可以拨打或接听电话,避免了拨号上网时不能
使用电话的烦恼。在现有电话线上安装VDSL,只需在用户侧安装一台VDSL
modem。最重要的是,无须为宽带上网而重新布设或变动线路。VDSL是甚高速
ADSL。虽然VDSL的有效传输距离比ADSL更短,但是在VDSL光纤到路边
(FTTC)或光纤到大楼(FTTB)后,VDSL可用于大楼内部办公室或家庭间的连接。
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第六章总结与展望
在大学这最后一个的暑假里,我完成了宽带接入网设计方案研究这篇毕业论
文。这几个月里,我经常上网查阅有关接入网方面的资料。通过这段时间的学习
和锻炼不仅使我学到了很多专业知识还提高了自我学习和分析问题能力。本课题
涉及了网络的连接,很贴近现实生活,工作,实用性强,应用广泛,有时代感,
覆盖的知识面广泛。
在写论文之前虽然对网络有些基本的了解,但通过查阅资料及指导老师的帮
助我觉得写毕业论文不但巩固了大学两年半来的所学的知识,同时也使我在不知
不觉中更加的熟练应用电脑,加强了对通信技术的了解以及通信技术在实际生活
中的广泛应用。这给了我一次很好的实践机会,增强了自己自学的能力;独立思
考与分析处理问题的能力,使自己的知识水平不断地得到提高,并对我将来的学
习生活有很大的帮助。
信息化的快速发展,也带动了宽带接入网技术的热潮。宽带接入网的研究是
近年来的一个热点研究课题,而且此研究仍将会持续一些年,虽然无源光网技术
近年来发展很快,使得光纤接入的到来会比人们预期的时间早得多,另外,无线
接入技术将是今后10年的发展热点,但是,利用现有的网络,包括电话网、有
线电视网以及电力网等等进行接入的研究在一段时期内仍将会有很大的市场。我
国作为多媒体通信的大国,相信接入技术会越来越成熟稳定。
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致谢
参考文献
.,《宽带接入网技术》.西安电子科技大学出版社,20xx
,《面向新型业务的宽带接入网》.电子工业出版社,20xx
,王岚,《ADSL宽带接入技术及应用》.人民邮电出版社,20xx
,陶智勇,张兴建.《宽带城域网使用手册》.北京邮电大学出版社,20xx
,《接入网》.人民邮电出版社,20xx
6.窦中兆,《ADSL宽带接入技术及应用》,北京:清华大学出版社,20xx
,《计算机网络管理理论与实践教程》.北京邮电大学出版社,20xx
,《ADSL宽带网技术》,清华大学出版社,20xx
,李建东,邬国扬.《移动通信》.西安电子科技大学出版社,20xx
,《计算机网络》(第四版).清华大学出版社,20xx
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