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终端远程接入局域网、局域网与局域网远程互联或局域网接入广域网,这些都必须借助公共传输网络。
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公共传输网络的接入技术主要有:公共交换电话网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、X.25分组交换网、数字数据网(DDN)、帧中继(FR)、异步传输模式(ATM)、数字用户线路(xDSL)、宽带网接入、HFC和Cable Modem接入技术等。
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"拨号接入"就是指通过普通电话线利用调制解调器(Modulator Demodulator,Modem)使用公用交换式电话网(Public Switched Telephone Network,PSTN)来传输数据,普通拨号Modem的最高速率为56kb/s。其接入硬件需要具备一台调制解调器、一条电话线、集线器或交换机、代理服务器(网卡和Modem的连接端口)等。代理服务器可安装WinGate、Sygate等代理软件,以便代理局域网内的其他计算机访问Internet。其拓扑结构如下图所示。代理服务器的串行口COM通过串行线与Modem相连,网卡通过双绞线与交换机或集线器相连,并根据需求设置该网卡的IP地址(私有地址),如192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0,局域网内其他计算机设置的IP地址与该服务器的网卡地址位于同一个网段内。
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也可使用带有PSTN端口的路由器接入Internet。其拓扑结构如下图所示。
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ISDN是Integrated Services Digital Network(综合业务数字网)的缩写,能在一根普通电话线上提供语音、数据、图像等综合性业务。ISDN在一对普通的电话用户线路上,提供两个双向的64kb/s的B通道和一个16kb/s的D通道。B通道是承载通道,可以传送语音和数据。两个B通道既可以单独使用,也可以捆绑起来传送数据,都可达到128kb/s的速率。ISDN可连接8台终端或电话,有两台终端(如一部电话、一台计算机或一台数据终端)可以同时使用。对于用户而言,同样的一对普通电话线原来只能接一部电话机,而申请了ISDN后,通过一个称为NT的转换盒,就可以同时使用数个终端。在一根普通电话线上,可以提供以64kb/s速率为基础并可达到128kb/s上网速度的数字连接。
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局域网用户可通过ISDN专线接入Internet,其拓扑结构如下图所示。所需的硬件设备有NT1、ISDN专线、交换机或集线器、代理服务器(ISDN卡和网卡)等。代理服务器可安装WinGate、Sygate等代理软件,以便代理局域网内的其他计算机访问Internet。
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局域网用户也可采用ISDN路由器接入Internet,其拓扑结构如下图所示。
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ADSL是英文Asymmetrical Digital Subscriber Loop(非对称数字用户环路)的缩写,ADSL技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术,它利用现有的一对电话铜线,为用户提供上、下行非对称的传输速率(带宽)。非对称主要体现在上行速率(最高640kb/s)和下行速率(最高8Mb/s)的非对称性上。上行(从用户到网络)为低速的传输,可达640kb/s;下行(从网络到用户)为高速传输,可达8Mb/s。在不影响原有语音信号的基础上,扩展了已有电话线路的功能。
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局域网用户可通过ADSL接入Internet,其拓扑结构如下图所示。所需的硬件设备有语音/数据分离器、ADSL专线、交换机或集线器、代理服务器(两块网卡)等。代理服务器上连接ADSL Modem的那一块网卡设置电信公司提供的IP地址、子网掩码、DNS、网关等参数,内网可设置私有地址,并安装代理服务软件,以便代理局域网内的其他计算机访问Internet。
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局域网用户也可利用ADSL路由器接入Internet,其拓扑结构如下图所示。
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宽带网也称为"IP城域网",它是在城市范围内以多种传输介质为基础,采用TCP/IP协议,通过路由器组网,实现IP数据包的路由和交换传输。
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IP城域网的接入方式目前一般分为LAN接入(用网线)和FTTX接入(用光纤)。LAN接入是指从城域网的节点经过交换机和集线器将网线接入到用户家中。FTTX接入是指光纤直接接入到用户家中,即光纤到户(FTTH)或光纤到桌面(FTTD),它是未来宽带网络发展的方向。
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宽带IP网以光纤通信为基础,以成熟的IP技术为核心,采用路由器和交换机等设备组网,可为用户提供10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s等几种可选接入速率。其速率是目前电话拨号上网的170多倍。
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宽带IP网的建设目标是铺设光纤到小区,到大楼,最终以光纤到户为目标。目前一般采用光纤加局域网的方式实现群体用户接入宽带网络。其拓扑结构如下图所示。
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HFC网是光纤同轴电缆混合网,它是一种新型的宽带网络,采用光纤到服务区,而在进入用户的"最后1千米"采用同轴电缆,最常见的是有线电视网络。HFC网络大部分采用传统的高速局域网技术,而Cable Modem是其中最重要的组成部分。
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Cable Modem可以译为电缆调制解调器或线缆调制解调器,它是一种将数据终端设备连接到有线电视网(CATV),以使用户能够进行数据通信访问Internet等信息资源的设备。
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局域网用户还可以通过DDN网、X.25网、帧中继网、ATM网接入Internet,其核心设备是路由器等网络终端接入设备。其拓扑结构如下图所示。
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X.25是CCITT制定的在公用数据网上供分组型终端使用的,数据终端设备(DTE)与数据通信设备(DCE)之间的接口建议。它只是一个以虚电路服务为基础的对公用分组交换网接口的规格说明。它动态地对用户传输的信息流分配带宽,能够有效地解决突发性、大信息流的传输问题,分组交换网络同时可以对传输的信息进行加密有效的差错控制。
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X.25一般只用于要求传输费用少,而远程传输速率要求又不高的广域网环境。其速率为9600b/s~64kb/s。
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数字数据网(DDN)是利用数字通道提供半永久性连接电路,向用户提供端到端的中高速率、高质量的数字专用电路,全程实现数字信号透明传输的数据传输网。DDN网通常由4部分组成,包括本地传输系统、复用与交叉连接系统、局间传输与同步系统和网络管理系统等。DDN干线主要采用光缆、数字微波与卫星信道,所提供的信道是非交换型的半永久电路,通常由电信部门在用户申请时设定,修改并非经常性的。
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DDN采用脉冲编码调制(PCM)的数字中继方式,传输距离远,具有传输速度快、质量好、性能稳定和带宽利用率高等优点。其速率可达2Mb/s。
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帧中继是为了克服X.25的缺点,提高性能而发展起来的一种高速分组交换与传输技术。它是一种减少节点处理时间的技术。帧中继认为帧的传送基本上不会出错,因此每个节点只要一知道帧的目的地址就立即转发,大大减少了帧在每一个节点的时延,比传统X.25的处理时间少一个数量级。
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帧中继的设计目标主要是针对局域网之间的互联,它以面向连接的方式、合理的数据传输率和低廉的价格提供数据通信服务。帧中继的主要思想是"虚拟租用线路"。帧中继采用帧作为数据传送单元,网络的带宽根据用户帧传输的需要,可以采用统计复用的方式动态分配,可以充分复用网络资源,从而提高了中继带宽的利用率,尤其对突发信息的适应性比较强。帧中继用户的接入速率为64kb/s~2Mb/s。
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ATM是Asynchronous Time division multiplexing的缩写,译为"异步传输模式",它是以高速分组传送模式为主,综合电路传输模式优点的一种宽带传输模式。
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ATM系统使用异步时分复用技术的快速分组交换方式,它将信息流分割成固定长度的ATM信元,能比较容易地实现各种信息流混合在一起的多媒体通信,能根据业务类型、传输速率等要求动态分配有效容量,对高速信息元传输频次高,对低速信息元传输频次低。因此ATM能采用单一的交换方式,支持从窄带语音、数据传输到高清晰度电视(High Definition TeleVision,HDTV)等范围极广的各种业务。
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ATM信元是固定长度的分组,并使用空闲信元来填充信道,从而使信道被分为等长的时间小段。每个信元共有53个字节,分为两个部分。前面5个字节为信头,主要完成寻址的功能;后面的48个字节为信息段,用来装载来自不同用户、不同业务的信息。ATM接入的速率可达155~622Mb/s。
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