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广域网接入方式

2020-05-27 来源:步旅网


广域网接入方式

如何接入广域网

窄带篇

目前,中国电信市场普遍开放了多种数据接入业务网络,包括模拟专线、分组交换网、DDN、帧中继及今年重点推广的ISDN等。这几种网络,到底各有什么特点,面对的用户群体有何不同呢?

而在这五类网络中,由于模拟专线基于过去的模拟技术,线路的品质及传输速率上都明显处于劣势;分组交换网虽具有数据包交换的功能优势,但为用户提供的接入速率较低(一般最高仅为64Kbps);故我们主要针对传输速率较高的DDN、帧中继及ISDN进行说明。

DDN

DDN(Digital Data Network),是以数字交叉连接为核心技术,集合数据通信技术、数字通信技术、光纤通信技术等技术,利用数字信道传输数据的一种数据接入业务网络。它主要只完成OSI七层协议中物理层和部分数据链路层协议的功能。用户端设备(主要为网关路由器)一般通过基带Modem或DTU利用市话双绞线实现网络接入。DDN的主要的优势如下: 传输质量高、时延短、速率高。

它可为用户提供误码率小于10-6的数字信道。同时,由于不必对所传数据进行协议封装,也不必进行分组交换式的存储转发,故网络时延很短--端到端的数据传输时延一般不大于40ms。它提供的接入速率范围也较宽,一般为9.6 Kbps~2.048Mbps。 提供的数字电路为全透明的半永久性连接。

DDN的一个重要技术优势即网络传输的透明性。所谓透明传输是指经过传输通道后数据比特流没有发生任何协议上的变化。这样,在DDN网上即可传输两端认可的任何通信协议、各种通信业务。半永久性连接指电路一旦由网管生成后,用户两端之间的连接便是固定不变的,直到用户提出业务变更时网管才进行相关数据变动。 网络的安全性很高

由于DDN的传输中继采用光纤,自身又为点对点的通信方式,通信的安全性很好。另外安全性很好也指网络各节点间一般都存在着数条通信路由,当前路由发生故障时,网络节点会自动倒换到下一条可选路由以保证通信正常。

可以很方便地为用户组建VPN(Virtual Private Network)。

这一点对政府、金融等大用户和集团用户在本地和异地间组建“专网”非常适用。用户基于公众的DDN,以相对很小的投资组建VPN,即可实现专网应有的所有业务功能,包括享受同样的安全性、优先级别、可靠性和可管理性等。

网络覆盖范围很大。

至今,全国绝大多数县以上地方以及部分发达地区的乡镇皆已开放了DDN业务。它可广泛用于跨省市大范围组网。

由于能提供具有以上特点的优质数字电路,DDN常常被用做其它电信业务网,如163网、169网、帧中继、分组交换网,以及用户专网等的传输中继和接入电路。对于数据业务量较大、通信时间较长、要求通信实时性很高、需跨市或跨省进行组网互联的广大企事业单位用户,皆非常适合利用DDN开展各种数据业务。也由此,DDN拥有众多的用户群,在广大用户中也享有良好的口碑。如北京市的DDN用户数经过几年的发展现已近5000户。 它的不足之处主要为:

对于部分用户而言,费用相对偏高。

虽然DDN具有以上优势,但对于通信时间较短的用户,或者没有充分利用DDN业务特性的用户,费用相对偏高,如本地网营业区内128Kbps电路的月租费为2540元。这一点是由DDN的特点所造成的--它提供的数字电路为半永久性连接,即无论用户是否在传输数据,此数字连接一直存在。 网络灵活性不够高。

由于DDN自身的特点--以数字交叉连接方式提供半永久性连接电路,不提供交换功能,它只适合为用户建立点对点和多点对点的通信联接。对于一些集团用户,下属部门同公司总部相联,可以采用多点对点方式的DDN专线组网;但若下属部门间也需时常进行通信,又该如何呢?若再采取点对点的连接,使公司下属的各个部门间构成网状网,显然,用户的花费太高。

帧中继

帧中继(Frame Relay)是在分组交换网的基础上,结合数字专线技术而产生的数据业务网络。在某种程度上它可被认为是一种“快速分组交换网”。它是当前数据通信中一项重要的业务网络技术。用户的LAN一般通过网关路由器接入帧中继网;若路由器不具有标准的帧中继UNI接口规程,则在路由器和帧中继网间还需增加帧中继拆/装设备(FRAD)。其主要优势表现为: 同分组交换网相比,它简化了相关协议,提高了传输速度。

它只完成OSI七层协议中物理层和数据链路层的功能,而将流量控制、纠错等功能留给智能终端完成。故其数据链路层协议(LAPD协议)在可靠的基础上相对简化,从而减小了传输时延,提高了传输速度(速率范围一般亦为9.6 Kbps~2.048Mbps)。另外,它所采用的LAPD链路层协议,能够顺利承载IP、IPX、SNA等常用协议。 它采用了 PVC技术。

帧中继网络可提供的基本业务有两种,即PVC(Permanent Virtual Circuit)和SVC(Switched Virtual Circuit),但目前的帧中继网络只提供PVC业务。所谓PVC是指在网管定义完成后,通信双方的电路在用户看来是永久连接的,但实际上只有在用户准备发送数据时网络才真正把传输带宽分配给用户。

采用了统计复用技术。

它使得帧中继的每一条线路和网络端口都可由多个终端用户按信息流(即PVC)实现共享,即能在单一物理连接上提供多个逻辑连接。显然,它大大地提高了网络资源的利用率。 用户费用相对经济。

由于网络的信息流基于数据包,采用了PVC技术和统计复用技术,其电路租用费用低廉。其费率一般仅为同速率DDN电路的40%。且在网络空闲时,它还允许用户突发地超过自己申请的PVC速率(CIR)占用动态带宽。对于经常传递大量突发性数据的用户,非常经济合算。 便于向统一的ATM平台过渡。

中国电信于1997年建成了基于ATM平台的全国帧中继骨干网。北京市同年建设的的帧中继网也基于ATM平台,核心层采用了Cisco公司的BPX系列ATM交换机,接入层为IGX系列帧中继交换机。帧中继利用ATM提供的高速透明传输通道为用户提供通信业务。这种结构便于帧中继融合到统一的ATM网络之中。 但它自身没有足够的流量控制功能,当同一网络端口的各PVC 同时数据流量很大时,可能造成拥塞。技术上缺乏对SVC的支持也使它丧失了部分应用上的优势,影响了业务的进一步推广。采用PVC和统计复用技术可以提高网络的利用率,但同时,一旦物理线路或物理端口出现故障,将会有多条PVC同时受到影响。另外,它的网络规模在我国普遍比DDN小。

不难看出,帧中继适合于突发性较强、速率较高、时延较短且要求经济性较好的数据传输业务,如公司间进行网络互联、开放远程医疗等多媒体业务、进行电子商务以及VPN组网等。

ISDN

ISDN(Integrated Service Digital Network),即综合业务数字网。它利用公众电话网向用户提供了端对端的数字信道连接,用来承载包括话音和非话音在内的各种电信业务。现在普遍开放的ISDN业务为N-ISDN,即窄带ISDN,故我们只分析N-ISDN(下面的ISDN 即指N-ISDN)。

ISDN业务俗称“一线通\",它有两种速率接入方式:BRI(Basic Rate Interface),即2B+D;PRI(Primary Rate Interface),即30B+D。BRI接口包括两个能独立工作的B信道(64Kbps)和一个D信道(16Kbps),其中B信道一般用来传输话音、数据和图像,D信道用来传输信令或分组信息(现尚未开放业务)。PRI接口的B和D皆为64Kbps的数字信道。2B+D方式的用户设备通过NT1或NTI Plus设备实现联网;30B+D方式的用户设备则通过HDSL设备(利用市话双绞线)或光Modem及光端机(利用光纤)实现网络接入。 同DDN和帧中继相比,它主要优势如下: 1.业务实现方便,提供的业务种类丰富。

ISDN基于现有的公众电话网,凡是普通电话覆盖到的地方,只要电话交换机有ISDN功能模块,即可为用户提供ISDN业务。而对于DDN和帧中继,则需自己的系统节点机。ISDN业务的种类繁多,包括普通电话、联网、可视电话等基本业务及主叫号码显示等许多补充业务。

2.用户使用非常灵活便捷。

对于2B+D,用户既可以作为两部电话同时使用,又可以64Kbps联网,另一64Kbps用于普通电话;还可根据需要以128Kbps速率联网。而30B+D可使用户灵活、高速联网。 适宜的性价比。

因为ISDN按使用的B信道进行通信计费,而1B信道的国内通信费率等同于普通电话通信费率(按应用最为广泛的电路交换方式),不难发现,对于通信量较少、通信时间较短的用户,选用ISDN的费用远低于租用DDN专线或帧中继电路的费用。

对于电信运营商,也可以较小的投资对现有的模拟用户外线进行数字化改造。

由于ISDN具有以上优势,今年中国电信在全国范围内开展了“ISDN飓风行动”。目前,全国各地电信部门都在如火如荼地向市场推广这一早应推出的新业务。到现在为止,发展效果之良好,远超出了原来的预期。另外,我国现已完成了25个省份的长途ISDN联网,且同十几个国家和地区实现了ISDN网络互联,这又为ISDN业务的进一步发展奠定了基础。

从其自身特点分析,ISDN适合于个人家庭用户或SOHO用户接入因特网、中小企事业单位LAN联网、连锁店的销售联网以及在公网开放可视电话、会议电视等增值业务,或被各中小企事业单位用为DDN、帧中继等专线电路的备用方式。

因ISDN基于现有的电话交换网而产生,而传统电话网主要是为话音业务设计的,即按普通电话呼叫平均时长3~5分钟,忙时9分钟设计的;但利用ISDN进行数据通信的时间显然较长,如用它上网的平均时长可达30-50分钟。故在大力发展ISDN业务的同时,必须及时考虑对现有电话网进行系统改造,如在ISDN接入网络的局端处实行话音数据业务分流等。

宽带篇

以上几种数据接入网络皆为窄带(≤2Mbps)数据网。随着世界范围内信息技术日新月异地飞速发展,随着广大用户对通信带宽需求的不断加大,数据网络已开始由现在广泛应用的窄带网逐步向宽带网过渡。未来的宽带数据接入业务网络如何?同现有的窄带数据接入业务网络又有何联系呢?我们又应如何顺利进行这个过渡呢?

首先,我们必须明确,即未来网络的构架无论为IP over ATM、 IP over SDH,还是IP over DWDM,但可以肯定的是,IP协议在未来网络中,特别是在面向用户接入方面,将扮演极为重要的角色。也就是说,宽带接入将主要指用户通过什么样的物理媒体、以什么样的方式接入IP网。

我们为广大用户所提供最为广泛的、距离用户最近的接入线路资源为市话双绞线。理所当然,我们必须充分发挥这投入巨资才建成的线路资源的效益。电信设备制造商们也殚精竭虑,想尽各种技术,使这过去仅用于传输话音、提供窄带通信的线路成为可以提供诸如远程医疗、VOD(Video on Demand)等宽带业务的线路。在这些技术中,最为典型的即为XDSL。

XDSL

XDSL是HDSL、ASDL、VDSL等技术的统称。在XDSL的这几项技术中,由于HDSL主要支持2Mbps及以下的速率;VDSL提供的速率虽然很高(可达25Mbps以上),但线路长度较短(25 Mbps时约为1Km),且部分技术尚未完全确定;故在实际使用中, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)相比最为普遍。 ADSL的技术标准出台于1997年。它在HDSL技术的基础上,根据网络和用户间的业务流量特点,在信号调制、数字相位均衡、回波抵消等方面采用了更为先进的器件和动态控制技术,因而具有了以下优势: 在一对双绞线上可为用户提供高达8Mbps的下行速率,1Mbps的上行速率。

较充足的带宽可用于传输多种宽带数据业务,如会议电视、VOD、HDTV业务等;而且,下行速率大于上行速率,非常符合普通用户联网的实际需要。

ADSL并不影响用户对普通电话的使用。

由于使用了独特的信号调制技术,用户接入ADSL的同时仍然可以进行普通电话通信。ADSL的调制技术,目前应用最为广泛的为DMT(离散多频音调制)和CAP(无载波调幅/调相)两种。其中,DMT已经被ANSI采纳为标准,而CAP技术还正在进一步完善。

对于传统电信运营商,可以相对较小的投资、较快地为用户提供宽带接入。

为广大用户提供宽带接入,最终方式为FTTH/O(光纤到户/光纤到办公室)。但现在直接大规模地为用户提供光纤接入,既不能保护原有资源,投资也太大,且市场对带宽的实际需求也是一渐进的过程。在这种情况下,现可提供的最佳宽带接入方式即为ADSL。

但ADSL业务的信号在从局端发送到用户端的途中会迅速衰减,有质量保证的一般在3公里以内(如对0.4mm线径的双绞线,速率为3Mbps时的传输距离约为2.7Km)。而目前市话端局的覆盖面积一般在5公里以内,对于3~5公里的用户必须考虑采用其他方法。但在市区内,随着FTTC(光纤到路边)覆盖范围的进一步扩展,可在ONU上集成ADSL的用户接口板,从而使以上这类用户的接入不再成为难事(即FTTC+ADSL方式)。

现有的ADSL设备价格较高,安装也略显复杂,为其向市场广泛推广构成了一些缺憾。但随着G.Lite标准ADSL产品的普及,以上问题将可得到解决。G.Lite ADSL为ADSL的简化版本,它为了更好地迎合市场,以降低传输速率作为代价--最高下行速率为1.5Mbps,上行速率为256Kbps,但仍可满足大多数用户近期对带宽的实际需求。

如今,我国的部分城市已开通了ADSL业务,如上海、广州和深圳等地。我们以上海为例进行说明。 上海电信新开放的宽带信息网--上海热线II,允许用户以ADSL方式接入。用户的数据终端设备(如PC机)通过以太网卡以10Base

T接入本端的ADSL 设备,以此接入上海热线II,享受到多种宽带服务。用户可

选的接入方式有两种:虚拟拨号方式和专线方式。对于最常用的虚拟拨号方式又有三种计费方式,其中之一为:128Kbps接入为10元/小时,256Kbps接入为20元/小时。VOD等业务对家庭个人用户约为 4~5元/部。

北京市的宽带商用实验网也即将建成。它建成后即可为北京市的广大用户提供高速的ADSL接入(包括直连接入和FTTC+ADSL方式接入)。

在对电信现有接入网的诸多竞争者中,最具竞争力的为已利用光纤作为传输中继,同轴电缆到户的有线电视网。对此,业界已达成了基本的共识。由于脱离了传统电信运营商线路资源的束缚,它为国内外网络运营商进入信息网络市场竞争提供了捷径。

HFC方式

HFC(Hybrid Fiber/Coax),即网络传输主干为光纤,到用户端为同轴电缆的用户网络接入方式。我国各城市的有线电视网按照电信网络的要求进行一定的升级改造,即可为用户提供HFC接入,实现普通电话、VOD、远程医疗等窄带和宽带业务。

利用这种技术实现宽带接入,有线网的优势主要表现为: 其信号的通频带宽为750 MHz,为市话双绞线所无法比拟。 能充分适应信息网络的发展,易于过渡为最终的FTTH/O方式。

如现有有线电视网络的一个光节点(相当于ONU)所带的用户数可由现在的数百户逐渐减少,直至最终仅带一个用户,此时HFC方式即过渡为最终的FTTH/O方式。

同利用ADSL等电信网络实现宽带接入的成本相比,它的成本费用很低。

由此,由它提供宽带接入的费用会明显低于XDSL等的接入费用。这是它在应用中最大的优势。 但同时,现有的有线网同ADSL相比,也存在一些劣势: 有线电视网的带宽为所有用户所共享。

即每一用户所占的带宽并不固定,它取决于某一时刻对带宽进行共享的用户数。随着用户的增加,每个用户分得的实际带宽将明显降低,甚至低于用户独享的ADSL带宽。 由于其现为共享型网络,数据传送基于广播机制,通信的安全性不够高。 它主要敷设在住宅小区,显然不及市话双绞线覆盖的范围广泛。

现阶段的有线电视网络需进行大规模的双向传输改造及其它相关系统互联设备改造才能提供普通电话、快速Internet 接入、VOD、远程教学等业务。

我国部分省市的有线电视台,如重庆的合川市、深圳有线电视台等已开始利用有线电视网为用户提供宽带信息服务。合川市在有线电视网上现已成功地实现了有线电视、多媒体数据通信和网络电话“三网合一\"。通过Cable Modem实现的下载速率可达为300Kbps,而用户每月只需缴纳100元的网络使用费,即可随意上网。一些省市的电信部门也用类似的技术为用户提供宽带接入服务。如上海在光纤分布密集的住宅小区、

商务写字楼,利用FTTC+HFC技术,为用户提供一多媒体引入线,用户利用Cable Modem通过这条引入线实现宽带接入。

企业联网

以上两种接入方式,从现在看,主要为未来的普通家庭个人用户上网、中小企业开展增值业务等之用。用户群体基本同窄带网中ISDN的用户群体。但以上方式又显然不太适合对通信能力要求较高的企事业单位进行组网。那么,他们的组网方式又是什么呢?

我们知道,现有的计算机网、电信网和有线电视网将逐渐趋于融合,最终整合成为一个统一的信息网络。对计算机网络,现有的网络模式主要为以太网、快速以太网,基本构架为第二层交换机(或集线器)和网关路由器;网关路由器的出口主要为同DDN、帧中继或分组交换网等WAN相接的串口、同ISDN相接的BRI和PRI口及通道化的E1口;而网络大都处于WAN的接入层(Access Layer)。未来计算机网络的应用范围将由现在WAN的接入层扩展进入到整个电信网络的汇接层和骨干核心层。在接入层和汇接层,网络模式将主要为快速以太网和千兆以太网,以第二层高速交换机和用于网络出口的宽带路由器或者直接以第三层高速IP交换机为基本构成;网络的网关出口不仅能支持原有的PRI口、通道化的E1口、还能支持HSSI口(高速串口)、快速以太网口及ATM等其他高速接口,速率也相应增大为E1、E3、100Mbps甚至OC-3(155Mbps)、OC-12(622Mbps)等。从现在来看,在核心层,其网络模式将主要为千兆以太网,以第三层高速IP交换机或高速交换路由器等为基本构成,网关出口主要为ATM接口(IP over ATM方式)和POS接口(IP over SDH方式)等,速率主要为OC-12、OC-48(2.5Gbps)或者更高。而对传统电信网,包括现有的公众电话网、分组交换网、DDN、帧中继等窄带网络,以及XDSL、HFC等宽带接入网络都将逐步向统一的ATM宽带平台转移,ATM交换普遍存在于电信网络的骨干核心层及汇接层,网络中继也将由现在常用的以E1、E3为主发展为OC-3、OC-12或更高速率的光纤中继电路。而作为计算机网络应用中最为广泛的以太型网络和IP协议,将从电信网络的核心层开始,同ATM相融合。另据业界专家分析,随着IP协议的进一步发展和完善,QoS(服务质量)、安全性以及计费等功能的进一步成熟,IP协议极有可能最终取代ATM而成为未来信息网络的主流协议,占据未来信息网络的核心层、汇接层(分发层)及接入层。 对于大中企事业单位,他们也会根据自己的需要,逐步按照以上方向建造自己的LAN。因为千兆以太网易于从现有的以太网和快速以太网升级而来,比较简单,性价比明显优于用ATM组建LAN,在实际中应用更为广泛,故他们会主要以千兆以太网模式进行LAN组网。网关出口则主要通过光纤(即FTTH/O方式)或5类电缆(即FTTB+LAN方式)实现对WAN的高速接入。而对于现使用以太网或快速以太网的中小企业,实现网络宽带化,仅在于按照实际信息需求将原有的窄带网关路由器替换为宽带网关路由器,将以前租用的DDN或帧中继专线替换为HSSI、E3等接口的高速率传输中继。

同现在DDN和帧中继提供的VPN业务相比,未来信息网络将提供更加丰富的VPN业务未来企业组建VPN的解决方案包含了3种不同的VPN业务:接入VPN、企业内联网(Intranet)和外联网(Extranet)的VPN。接入VPN指利用拨号、ISDN、XDSL、移动IP和有线技术等为固定用户、移动用户很经济地提供各种业务访问连接。企业内联网和外联网VPN的组建主要有三种方式:(1)在公众IP网络上,基于如IPSec(IP安全协议)等协议创建IP通道,建立安全的点对点连接,即所谓的“隧道技术\"(Tunneling);(2)基于ATM 或 帧中继的PVC;(3)支持使用IP技术或IP和ATM集成技术的、基于MPLS(多协议标记交换) 的VPN业务。其中,第一种方式为世界各大同类电信设备提供商所共认,他们也纷纷提出类似的VPN解决方案。显然,未来的VPN组网会更加灵活、使用会更加便捷。

作为DDN为用户提供半永久性连接电路的核心技术--数字交叉连接技术,由于具有简洁的优势而继续存在。但将从现在的E1范围内提升到更高层次、更高速率的范围内,如在光纤传输中的交叉连接设备(OXC)。帧中继的技术则完全融合到统一ATM网络中。现在的ISDN将朝更适合于多种宽带业务同时传输的方向,即B-ISDN发展。

另外,由于无线接入具有投资收益快和高利润等明显的优势,人们须密切关注无线接入技术(包括固定无线接入和卫星接入)的发展,特别是应用于现在和未来移动通信网中WAP(Wireless Application Protocol)及网络相关技术的发展。随着传输带宽很窄的瓶颈逐渐得以消除(现在一般为9.6Kbps),以及接入价格的逐步降低,其在移动数据领域发展的势头,将会类似现在在话音通信领域中移动电话的发展势头--用户持续激增,业务量在短短十几年内超过固定电话。也因此,无线接入为国内外新兴的网络运营商摆脱传统电信运营商的接入制约提供了最为便捷和高效的方法。

服务篇

鉴于城域网现阶段中国电信仍占决对优势,我们主要介绍四家运营公司为企业构建广域网络所能提供的的服务。

中国电信

对于希望在全国范围内构件企业内部网的用户来说,中国电信能够提供的服务有DDN、帧中继、ATM,分组数据网,IP VPN业务现在也可以提供。

中国电信的DDN网络能够在全国的县级城市予以提供。帧中继网络能够连接全国31个省会,有些省的省内网络也已经建成。对于帧中继网尚不能覆盖的地方,可以通过DDN的方式接入帧中继网络,帧中继提供64K至2M的服务,价格是DDN的40%。ATM网络已经覆盖到全国的省一级城市,提供2M至155M的服务。分组数据网络已经覆盖到县一级城市。

对于IP VPN,现在在安全性和服务质量上仍旧不能让用户非常放心,对于一些有重要和机密数据传输的企业用户,中国电信建议使用DDN、帧中继的方式。

中国吉通

对于希望能够在全国范围内构建企业内部网络的用户,中国吉通公司将主要提供帧中继VPN和IP VPN的服务,或者帧中继和IP VPN混用的方式。现在中国吉通公司的帧中继网络已经能够覆盖16个城市(主要位于沿海地区),而采用帧中继与IP VPN混用的方式可以覆盖到其所有的分公司。IP VPN使用TUNNEL、IPsec、MPLS技术,可以支持不同要求的客户。在原有支持拨号漫游的基础上,支持VPDN应用。 帧中继方式能提供的通信速率从64K到2M,更高速业务由CR(ATM)支持。可以在网络上实施ERP、语音、视频通信以及企业内部网的一些应用。由于帧中继是面向连接的技术,在服务质量上有比较好的保证。

中国联通

中国联通宽带数据通信网,采用ATM+IP作为骨干网,目前已覆盖30个省市,129个城市。其中主要汇接城市带宽为622M,东部沿海各省城市带宽为155M。

对于希望进行广域网连接的公司,提供包括电路仿真业务(CES)、ATM、帧中继等数据承载业务。可以提供ATM VPN、帧中继 VPN、IP VPN、VPDN等服务。可以利用有线接入、无线接入、移动无线接入方式连接用户。

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