第一节广域网概述

（1）广域网的概念

广域网（Wide Area Network，WAN）也称远程网。所覆盖范围从几十公里到几千公里，能连接多个城市或国家，或横跨几个大洲提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

Internet是目前最大的广域网，但两者并不等价。

Internet是以不同类型，不同协议的网络“互联”为主要特征。

广域网包括大大小小不同的子网，子网可以是局域网，也可以是小型的广域网。

（2）广域网的组成

从网络的系统组成角度分，可分为

骨干网

城域网

接入网

（3）广域网的层次结构

广域网技术主要位于OSI模型到的物理层，数据链路层和网络层。

物理层协议

物理层描述了数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）和数据通信设备（Data Circuit-terminating Equipment，DCE）之间的接口。

连接到广域网的设备通常是一台路由器，被认为是一台DTE，而连接到另一端的设备（如调制解调器）为服务提供商提供接口，即DCE。

物理层描述了连接方式，连接大致可分为专线连接，电路交换连接，包交换连接三种类型，都使用同步或异步串行连接。

许多物理层标准定义了DTE和DCE之间接口的控制规则，如RS-232,V.35,X.21等。

数据链路层协议

数据链路层定义了传输到远程站点的数据封装形式，并描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。

在每个广域网连接上，数据在通过链路前都被封装到帧中。

广域网的数据链路层协议有两种类型：面向字节和面向比特。

网络层

网络层协议规定了怎样分配地址，怎样把包从网络的一端传到另一端。

广域网的网络层协议有CCITT的X.25协议和TCP/IP协议簇中的IP协议等。

第二节广域网传输技术

（1）帧中继

帧中继（Frame Relay，FR）技术是在X.25分组交换技术的基础上发展起来的一种快速分组交换技术，是对X.25的改进。帧中继采用包交换和虚电路相结合的技术，充分利用网络资源，能够支持比X.25网络传输更高的带宽，并提供更大的吞吐量，适合突发性业务。

帧中继省略了X.25的一些通信管理功能，不提供窗口技术和数据重发技术，而是依靠高层协议提供纠错功能。帧中继技术仅实现数据传输过程中物理层和链路层的功能，通过将流量控制，纠错等对数据分组处理过程留给智能端设备完成，简化了结点设备之间的传输进程。

帧中继技术在每对设备之间都预先定义好一条帧中继通信链路，且该链路配置有一个专门的链路识别码作为专线传输。帧中继服务通过帧中继虚电路实现，每条帧中继虚电路都以数据链路识别码（DLCI）标识自己，DLCI的值一般由帧中继服务提供商指定。

（2）数字数据网

数字数据网（Digital Data Network，DDN），是利用光纤数字电路和分组交换设备连接组成的数字数据传输网。

DDN传输具有传输时延短，用户可选用的传输带宽范围大，信息传输质量高等优点，适合于广域网中传输的信息量大，实时性要求高的业务，如视频。

优势

DDN是同步数据传输网，用户电路链接的建立必须在入网设备上预先设定，根据用户需要提供永久或半永久连接的专线电路，但不具备交换功能。

DDN传输速率高，传输质量好，网络时延小。目前最高传输速率可达150Mbit/s。

DDN为全透明网。

（3）异步传输技术

ATM（Asynchronous Transfer Mode）异步传输模式

ATM把需要传输的数据划分为大小固定的数据单元，称作信元，由48字节的数据加上5字节的头部信息，构成长度为53字节的信元。通过使用大小固定的信元，ATM网络能提供数据分组大小固定的通信模式。

ATM采用虚电路方式传输数据，既可以使用永久虚电路（PVC），也可以使用交换虚电路（SVC）。

ATM交换机是ATM网络重要的传输设备，通过在网络传输数据之前，就建立起虚电路连接。

在广域网中针对时间延迟要求严格的数据，非常适合采用ATM技术。

第三节广域网接入技术

接入网络由业务结点接口（SNI）和用户网络接口（UNI），以及它们之间的一系列传送实体组成，是传送电信业务，提供传送承载能力的设施系列。

接入网络的功能是负责将业务信息透明地传送到用户网络中，即用户通过接入网络，灵活地接入到不同地业务结点上。

（1）DSL接入

DSL（Digital Subscriber Line）数字用户线路。

以双绞线为传输介质的点对点传输技术。利用软件和电子技术结合，使用在电话系统中没有被利用的高频信号传输数据。

xDSL是DSL的统称，支持任意数据格式或字节流数据业务。x是不同种类的数字用户线路技术的统称，表示不同的数据调制方式。

按上行和下行速率是否相同，将DSL分为对称DSL技术和非对称DSL技术。一般在速率非对称型DSL技术中，下行信道的速率要大于上行信道的速率。

1.对称DSL

SDSL和HDSL支持对称T1/E1（1.544Mbit/s和2.048Mbit/s）传输，最大有效传输距离为3~4km，SDSL只需1对双绞线，HDSL需要2-4对铜质双绞线。

2.非对称DSL

jVDSL

VDSL是xDSL技术中最快的一种。

在1对双绞电话线上，VDSL的下行数据传输速率为13-52Mbit/s，上行数据传输速率为1.5-2.3Mbit/s。

传输距离短，只有几百米。

kADSL

是xDSL接入技术的典型代表。

基于普通电话线的宽带网接入技术，利用现有电话线路ADSL采用频分复用技术。

ADSL提供非对称的传输。

工作过程

用户计算机产生的数字信号，经过ADSL调制后与电话机的语音信号在信号分离器上合并。

合并后的语音和计算机数据信号通过电话线传输到电信局。

在电信局，信号分离器将语音信号交给Codec进行编码，将计算机数据信号交给数字用户接入复用器（DSLAM）复用。

电信局将复用后的信号通过ISP发送到远端网络。

lRADSL

RADSL为速率自适应数字用户线，是ADSL的一种扩充，允许服务提供者调整xDSL连接的带宽以适应实际需要，解决线长和质量问题。支持同步和非同（）（2）Cable Modem接入

Cable Modem接入是在混合光纤同轴电缆网（Hybrid Fiber Coaxial，HFC）上实现的宽带接入技术。

Cable Modem本身不单纯是调制解调器，它集Modem，调谐器，加解密设备，桥接器，网络接口卡，虚拟专网代理和以太网集线器的功能与一体。

HFC网络中的用户端系统，主要由Cable Modem，计算机和应用软件组成。

Cable Modem又称为线缆调制解调器，简称CM，是实现有线电视网络接入Internet的重要设备。

（3）光纤接入

光纤接入网（Optical Access Network，OAN）是一种光纤传输网络，完全使用光纤作为传输介质。

光纤接入分为3类

无源光纤接入（无源光网络）

有源光纤接入（有源光网络）

光纤+局域网

（1）无源光网络

无源光网络（Passive Optical Network，PON）接入技术是一种点到多点的光纤接入技术。

“无源”指光分配网络（Optical Distribution Network，ODN）中，不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。

PON分为3种

APON（ATM PON）

EPON（Ethernet PON）

GPON（Gigabit-Capable PON）

1.APON

APON以ATM和PON作为网络协议和平台，上，下行方向的信息传输都采用ATM传输方案。下行速率为622Mbit/s或155Mbit/s，上行速率为155Mbit/s。

光结点到前端的距离可达10~20km。

采用无源双星型拓扑结构，使用时分复用和时分多址技术，可以实现信元中继，局域网互联，电路仿真等。

2．EPON

可以提供1.25Gbit/s的上下行带宽，传输距离可达10~20km。

传送的是可变长度的数据包，最长可为65535个字节，提高了网速。

兼容未来业务如数字电视，VoIP，电视会议和VOD等。

3．GPON

GPON保留了与PON不是直接相关的许多功能，如OAM消息，DBA等。

GPON基于全新的传输汇聚层（Transmission Convergence Layer，TCL）。

PON一般由电信运营商端的OLT（光线路终端），用户端的ONU（光网络单元）以及ODN（光纤分配单元）组成。

ODN是基于PON设备的光缆网络，主要是为OLT端和ONU用户端之间提供光传输通道。

（2）有源光网络

有源光网络（Active Optical Network，AON）是指信号在传输过程中，从局端设备到用户分配单元之间采用光电转换设备，有源光电器件以及光纤等有源光纤传输设备进行传输的网络。

有源光器件包括

光源（激光器）

光接收机

光收发模块

光放大器（光纤放大器和半导体光放大器）等

有源光网络的电信运营商局端的设备（CE）和用户端的设备（RE），主要通过有源光传输设备相连，骨干传输网采用同步数字传输（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）和准同步数字传输（Plesiochronous Digital Hierachy，PDH）。

用户端设备主要完成业务的收集，接口适配，复用和传输功能。

电信运营商局端设备主要完成接口适配，复用和传输功能。

有源光网络的拓扑结构通常是星型或环形网络拓扑结构。

优势

传输容量大

传输距离远。不加中继器传输距离可达70~80km。

用户信息隔离度好。用户信息的传输方式都是点对点传输。

技术成熟。

（3）光纤+局域网

适用于网络接入区域为住宅小区智能大厦，现代写字楼的局域网区域，实现万兆到小区，千兆到大楼，百兆到桌面的宽带接入。

根据光纤深入用户的程度，分为5种

FTTC（Fiber To the Curb，光纤到路边）

FTTZ（Fiber To the Zone，光纤到小区）

FTTB（Fiber To the Building，光纤到楼）

FTTF（Fiber To the Floor，光纤到楼层）

FTTH（Fiber To the Home，光纤到户）