第十章 Internet接入技术 随着互联网的蓬勃发展, Internet已成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息 资源最丰富的计算机网络,网络应用日益普及。作为承载互联网应用的通信网,宏 观上可划分为接入网和核心网两大部分。接入网(AN: Access Network),或用户环 路,主要用来完成用户接入核心网的任务。在ITU-T建议G.963中接入网被定义为: 本地交换机(即端局)与用户端设备之间的连接部分,通常包括用户线传输系统、复 用设备、数字交叉连接设备和用户/网络接口设备。在当今核心网已逐步形成以光纤 线路为基础的高速信道情况下,国际权威专家把宽带综合信息接入网比做信息高速 公路的“最后一英里”,并认为它是信息高速公路中难度最高、耗资最大的一部分, 是信息基础建设的“瓶颈”。 目前 Internet接入技术主要有:①基于传统电信网的有线接入:②基于有线电 视网( Cable modem)接入:③以太网接入;④无线接入技术:⑤光纤接入技术。上 述这些技术既有窄带也有宽带,几乎涵盖了目前及将来的所有接入网技术。其中 宽带无线接入和光纤接入是未来接入网技术的两个发展方向。 0.1基于传统电信网的有线接入 10.1.1拔号入网 1.拨号入网概述 拨号入网是一种利用电话线和公用电话网(PSTN: Public Switched Telephone Network)接入 Internet的技术。而目前的电话入户信号基本上都是模拟信号,计算 机所处理和传输的信息都是数字化的,因此计算机入网通信时必须有能将数字信号 转换为模拟信号及模拟信号转换为数字信号的转换装置,前者称为调制,后者称为 解调,把两种功能做在同一台设备上,就叫做调制解调器( Modem),它是借助于公 用交换电话网为传输信道、实现广域网连接必不可少的网络连接设备。图10-1是拨 号接入网络系统 PSTN Interne 调制解调器 计算机 ISP接入服务器 图10-1拨号接入网络系统 普通电话 Modem接入技术的速度极限是56Kb/s,它采用调制解调器作通信设备。 而在实际使用过程中, Modem的速率往往不能达到最大,实际的传输速率主要取决 194
第十章 Internet 接入技术 随着互联网的蓬勃发展，Internet 已成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息 资源最丰富的计算机网络，网络应用日益普及。作为承载互联网应用的通信网，宏 观上可划分为接入网和核心网两大部分。接入网（AN：Access Network），或用户环 路，主要用来完成用户接入核心网的任务。在 ITU-T 建议 G.963 中接入网被定义为： 本地交换机 (即端局)与用户端设备之间的连接部分，通常包括用户线传输系统、复 用设备、数字交叉连接设备和用户/网络接口设备。在当今核心网已逐步形成以光纤 线路为基础的高速信道情况下，国际权威专家把宽带综合信息接入网比做信息高速 公路的“最后一英里”，并认为它是信息高速公路中难度最高、耗资最大的一部分， 是信息基础建设的“瓶颈”。 目前 Internet 接入技术主要有：①基于传统电信网的有线接入；②基于有线电 视网（Cable Modem）接入；③以太网接入；④无线接入技术；⑤光纤接入技术。上 述这些技术既有窄带也有宽带，几乎涵盖了目前及将来的所有接入网技术。其中， 宽带无线接入和光纤接入是未来接入网技术的两个发展方向。 10.1 基于传统电信网的有线接入 10.1.1 拨号入网 1．拨号入网概述 拨号入网是一种利用电话线和公用电话网（PSTN：Public Switched Telephone Network）接入 Internet 的技术。而目前的电话入户信号基本上都是模拟信号，计算 机所处理和传输的信息都是数字化的，因此计算机入网通信时必须有能将数字信号 转换为模拟信号及模拟信号转换为数字信号的转换装置，前者称为调制，后者称为 解调，把两种功能做在同一台设备上，就叫做调制解调器（Modem），它是借助于公 用交换电话网为传输信道、实现广域网连接必不可少的网络连接设备。图 10-1 是拨 号接入网络系统。 Internet 计算机 调制解调器 PSTN ISP接入服务器 图 10-1 拨号接入网络系统 普通电话 Modem 接入技术的速度极限是 56Kb/s，它采用调制解调器作通信设备。 而在实际使用过程中，Modem 的速率往往不能达到最大，实际的传输速率主要取决 １９４
第十章 Internet接入技术 于如下因素: (1)电话线路的质量因为调制后的信号是经由电话线进行传输,如果电话线路 质量不佳, Modem将会降低速率以保证准确率。为此,在连接 Modem时,要尽量减 连线长度,多余的连线要剪去,切勿绕成一圈堆放。另外,最好不要使用分机, 连线也应避免在电视机等干扰源上经过 (2)是否有足够的带宽如果在同一时间上网的人数很多,就会造成线路的拥挤 和阻塞, Modem的传输速率自然也会随之下降,因此,ISP是否能提供足够的带宽非 常关键。另外,避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时,在 繁忙时段与非繁忙时段下载所花费的时间会相差几倍之多 (3)对方的 Modem速率 Modem所支持的调制协议是向下兼容的,实际的连接速率 取决于速率较低的一方。因此,如果对方的 Modem是33.6K的,即使你使用的是5K 的 Modem,也只能以33.6Kb/s的速率进行连接。 2. Modem的分类 由于 Modem的分类标准不同,所以有不同的分类 (1)按其外形可分为两类,即内置式( Modem卡)、外置式(台式 Modem)、 PCMCIA插卡式,插卡式 Modem主要用于笔记本电脑,它只有一张名片大小,体 积纤r (2)按使用的电路分类,有专线 Modem和拨号 Moden两种类型。 (3)按其使用的信道类型分类,有无线 Modem和有线 Modem两种类型。有 线 Modem又分为话带和宽带两种。话带 Mode是指在一个话音频率范围内传输数 据的 Modem。宽带 Modem是利用载波基群传输数据的 Modem (4)根据 Modem的功能分类,有智能 Modem和非智能 Modem之分。智能 Modem具有自动拨号呼叫/应答摘机功能 (5)按 Moden速率分类,有144K、288K、33.6K和56K。 拨号连接 Internet所需设备 (1)一台PC机 目前大多数微机使用的是 Windows操作系统,如果入网的PC机使用 Windows 98/2000操作系统,CP至少是 Pentium166以上,64MB以上的内存,2.1GB以上的 硬盘 (2)一条电话线路 入网还必须有一条电话线,这条电话线可以是家庭住宅电话线路,也可以是办 公室电话线路。 (3)一台调制解调器 如果我们的计算机没有配置调制解调器,就需要购买一台调制解调器( Modem), 因为调制解调器在计算机及互联网之间拨入电话号码并处理数据的传输,它将计算 机中的数据代码转换成可以在电话线中传输的调制音频信号,在另一端ISP计算机 的调制解调器再将该音频信号转换为数字信号,其传输速率用每秒多少位(b/s)来 度量。当然是速度越快越好,目前最常用的是56Kb/s的 Modem e 195
第十章 Internet 接入技术 于如下因素： ⑴电话线路的质量 因为调制后的信号是经由电话线进行传输，如果电话线路 质量不佳，Modem 将会降低速率以保证准确率。为此，在连接 Modem 时，要尽量减 少连线长度，多余的连线要剪去，切勿绕成一圈堆放。另外，最好不要使用分机， 连线也应避免在电视机等干扰源上经过。 ⑵是否有足够的带宽 如果在同一时间上网的人数很多，就会造成线路的拥挤 和阻塞，Modem 的传输速率自然也会随之下降，因此，ISP 是否能提供足够的带宽非 常关键。另外，避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是在下载文件时，在 繁忙时段与非繁忙时段下载所花费的时间会相差几倍之多。 ⑶对方的 Modem 速率 Modem 所支持的调制协议是向下兼容的，实际的连接速率 取决于速率较低的一方。因此，如果对方的 Modem 是 33.6K 的，即使你使用的是 56K 的 Modem，也只能以 33.6Kb/s 的速率进行连接。 2．Modem 的分类 由于 Modem 的分类标准不同，所以有不同的分类。 （1）按其外形可分为两类，即内置式（Modem 卡）、外置式（台式 Modem）、 PCMCIA 插卡式，插卡式 Modem 主要用于笔记本电脑，它只有一张名片大小，体 积纤巧。 （2）按使用的电路分类，有专线 Modem 和拨号 Modem 两种类型。 （3）按其使用的信道类型分类，有无线 Modem 和有线 Modem 两种类型。有 线 Modem 又分为话带和宽带两种。话带 Modem 是指在一个话音频率范围内传输数 据的 Modem。宽带 Modem 是利用载波基群传输数据的 Modem。 （4）根据 Modem 的功能分类，有智能 Modem 和非智能 Modem 之分。智能 Modem 具有自动拨号呼叫／应答摘机功能。 （5）按 Modem 速率分类，有 14.4K、28.8K、33.6K 和 56K。 3．拨号连接 Internet 所需设备 ⑴一台 PC 机 目前大多数微机使用的是 Windows 操作系统，如果入网的 PC 机使用 Windows 98/2000 操作系统，CPU 至少是 Pentium 166 以上，64MB 以上的内存，2.1GB 以上的 硬盘。 ⑵一条电话线路 入网还必须有一条电话线，这条电话线可以是家庭住宅电话线路，也可以是办 公室电话线路。 ⑶一台调制解调器 如果我们的计算机没有配置调制解调器，就需要购买一台调制解调器（Modem）， 因为调制解调器在计算机及互联网之间拨入电话号码并处理数据的传输，它将计算 机中的数据代码转换成可以在电话线中传输的调制音频信号，在另一端 ISP 计算机 的调制解调器再将该音频信号转换为数字信号，其传输速率用每秒多少位（b/s）来 度量。当然是速度越快越好，目前最常用的是 56Kb/s 的 Modem。 １９５
计算机网络技术及应用 4. Modem安装与配置 (这部分内容参见第十三章实训十三) 10.1.2ADSL技术 1.ADSL技术概述 DSL(数字用户线路, Digital Subscriber Line)是以铜电话线为传输介质的 点对点传输技术,它包括HDSL、SDSL、ⅦSL、ADSL和 RADSL等,一般称之为xDSL 它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对 称性的不同这两个方面。其中ADSL(非对称数字用户环路)是最具前景及竞争力的 种 ADSL( Asymmetric Digital Subscriber Line)是目前国际上用来对现有电话网络 进行宽带改造的一种通信方式。是接入技术中最常用的一种,由美国 Bellcore在1989 年首先提出。ADSL是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输 服务的技术。它能够在普通电话线上提供高达8Mbs的下行速率和Mbs上行速率, 传输距离达3km~5km。ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的电话线网络 在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供宽带接入服务。ADSL所支持的主要业 务是: Internet高速接入服务;多种宽带多媒体服务,如视频点播ⅤOD、网上音乐 厅、网上剧场、网上游戏、网络电视等:提供点对点的远地可视会议、远程医疗、 远程教学等服务。图10-2是ADSL接入 Internet示意图 ADSL Modem 分离器 Internet PSTN 圃 图10-2ADSL接入 Internet 2.ADSL技术的特点 (1)具有很高的传输速率下行速率可达8Mb/s,上行速率1Mb/s,为普通拨 号 Modem的百倍以上,与普通拨号 Modem的最高56K速率,以及NSDN28K的 速率相比,ADSL的速率优势是不言而喻的。 (2)不需要更改和添加线路,直接使用原有的电话线在线路两端加装ADSL 设备即可为用户提供高速接入服务。安装ADSL也极其方便快捷,在现有的电话线 上安装ADSL,除了在用户端安装ADSL通信终端外,不用对现有线路做任何改动 ADSL虽然使用电话线同时传送电话语音和数据,但数据并不通过电话交换机,并 且使用ADSL上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。 (3)语音信号和数字信号可以并行,可同时“上网”和“通话”与普通电话 196
计算机网络技术及应用 4．Modem 安装与配置 （这部分内容参见第十三章实训十三）。 10.1.2 ADSL 技术 1．ADSL 技术概述 DSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜电话线为传输介质的 点对点传输技术，它包括 HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL 和 RADSL 等，一般称之为 xDSL。 它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对 称性的不同这两个方面。其中 ADSL（非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的 一种。 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）是目前国际上用来对现有电话网络 进行宽带改造的一种通信方式。是接入技术中最常用的一种，由美国 Bellcore 在 1989 年首先提出。ADSL 是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输 服务的技术。它能够在普通电话线上提供高达 8Mb/s 的下行速率和 1Mb/s 上行速率， 传输距离达 3km～5km。ADSL 技术的主要特点是可以充分利用现有的电话线网络， 在线路两端加装 ADSL 设备即可为用户提供宽带接入服务。ADSL 所支持的主要业 务是：Internet 高速接入服务；多种宽带多媒体服务，如视频点播 VOD、网上音乐 厅、网上剧场、网上游戏、网络电视等；提供点对点的远地可视会议、远程医疗、 远程教学等服务。图 10-2 是 ADSL 接入 Internet 示意图。 ADSL Modem Internet 分离器 PSTN 图 10-2 ADSL 接入 Internet 2．ADSL 技术的特点 （1）具有很高的传输速率 下行速率可达 8Mb/s，上行速率 1Mb/s，为普通拨 号 Modem 的百倍以上，与普通拨号 Modem 的最高 56K 速率，以及 N-ISDN128K 的 速率相比，ADSL 的速率优势是不言而喻的。 （2）不需要更改和添加线路，直接使用原有的电话线 在线路两端加装 ADSL 设备即可为用户提供高速接入服务。安装 ADSL 也极其方便快捷，在现有的电话线 上安装 ADSL，除了在用户端安装 ADSL 通信终端外，不用对现有线路做任何改动。 ADSL 虽然使用电话线同时传送电话语音和数据，但数据并不通过电话交换机，并 且使用 ADSL 上网不需要缴纳拨号上网的电话费用。 （3）语音信号和数字信号可以并行，可同时“上网”和“通话” 与普通电话 １９６
第十章 Internet接入技术 Modem或ISDN相比,ADSL更为吸引人的地方是:它在同一铜线上分别传送ADSL 数据信号和电话音频信号,ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制, 各自频段互不干扰,数据信号并不通过电话交换机设备,减轻了电话交换机的负载, 并且不需要拨号,具体工作流程是:经 ADSL Modem编码后的信号通过电话线传到 电信局,再通过一个信号识别器/分离器,如果是语音信号就传到交换机,如果是数 字信号就接入 Internet上网的同时可以使用电话,避免了拨号上网的烦恼 ADSL技术以其优异的传输性能,利用普通电话线作为传输介质,提高了现有 电信线路的利用率,同时由于采用 Splite分离器,不会影响现有电话业务,而且由 于ADSL投资小、易实现,所以它必将成为铜双绞线上的赢家。为信息的传输提供 了一定的带宽,极大地拓展了现有网络的带宽,是一种新的信息高速接入技术。在 定范围内解决部分用户对宽带的要求。并在高速数据传输方面发挥更大的作用 ADSL宽带接入技术近年来在我国的发展非常迅速。ADSL是传递交互多媒体业务 最经济和最有效的方法之一。在实现光纤宽带接入之前,ADSL接入技术以及其它 xDSL接入技术将是宽带接入的重要手段 10.1.3DDN专线接入 数字数据网 DDN (Digital Data Network)是利用数字信道传输数据信号的数据 传输网,它是随着数据通信业务的发展而迅速发展起来的一种新型网络。它的传输 媒介有光纤、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。利用数字 信道传输数据信号与传统的模拟信道相比,具有传输质量高、速度快、带宽利用率 高等一系列优点。 DDN专线将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术及数字交叉连接技术等 有机的结合在一起,提供一种高速度、高质量、高可靠性的通信环境,为用户规划、 建立自己安全、高效的专用数据网络提供了条件,因此,在多种 Internet的接入方 式中深受广大客户的青睐。 Internet DDN专线 基带 Modem S Router 交机 服务器计算机计算机计算机计算机 图10-3DDN专线接入 Internet网络结构图 197
第十章 Internet 接入技术 Modem 或 ISDN 相比，ADSL 更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送 ADSL 数据信号和电话音频信号，ADSL 数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制， 各自频段互不干扰，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载， 并且不需要拨号，具体工作流程是：经 ADSL Modem 编码后的信号通过电话线传到 电信局，再通过一个信号识别器/分离器，如果是语音信号就传到交换机，如果是数 字信号就接入 Internet。上网的同时可以使用电话，避免了拨号上网的烦恼。 ADSL 技术以其优异的传输性能，利用普通电话线作为传输介质，提高了现有 电信线路的利用率，同时由于采用 Splite 分离器，不会影响现有电话业务，而且由 于 ADSL 投资小、易实现，所以它必将成为铜双绞线上的赢家。为信息的传输提供 了一定的带宽，极大地拓展了现有网络的带宽，是一种新的信息高速接入技术。在 一定范围内解决部分用户对宽带的要求。并在高速数据传输方面发挥更大的作用。 ADSL 宽带接入技术近年来在我国的发展非常迅速。ADSL 是传递交互多媒体业务 最经济和最有效的方法之一。在实现光纤宽带接入之前，ADSL 接入技术以及其它 xDSL 接入技术将是宽带接入的重要手段。 10.1.3 DDN 专线接入 数字数据网 DDN(Digital Data Network)是利用数字信道传输数据信号的数据 传输网，它是随着数据通信业务的发展而迅速发展起来的一种新型网络。它的传输 媒介有光纤、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。利用数字 信道传输数据信号与传统的模拟信道相比，具有传输质量高、速度快、带宽利用率 高等一系列优点。 DDN 专线将数字通信技术、计算机技术、光纤通信技术及数字交叉连接技术等 有机的结合在一起，提供一种高速度、高质量、高可靠性的通信环境，为用户规划、 建立自己安全、高效的专用数据网络提供了条件，因此，在多种 Internet 的接入方 式中深受广大客户的青睐。 DDN专 线 基 带 Modem Router 交 换 机 服 务 器 计 算 机 计 算 机 计 算 机 Internet 计 算 机 图 10-3 DDN 专线接入 Internet 网络结构图 １９７
计算机网络技术及应用 DDN专线向用户提供的是半永久性的数字连接,沿途不进行复杂的软件处理 因此延时较短,避免了传统的分组网中的传输协议复杂、传输时延大且不固定的缺 点;通信信道容量的分配和连续均在计算机控制下进行,具有极大的灵活性和可靠 性,使用户可以开通种类繁多的信息业务,传输任何合适的资料信息。DDN专线接 入 Internet具有如下特点 1)DDN专线接入能提供高性能的点到点通信,通信保密性强,特别适合金融、 保险等保密性要求高的客户需要 (2)DN专线接入传输质量高,通信速率可根据用户需要在N*64Kb/s(N=1~32) 之间选择,网络延时小 (3)DDN专线信道固定分配,充分保证了通信的可靠性,保证用户使用的带宽 不会受其它客户使用情况的影响; (4)通过这条高速的信道,用户可构筑自己的 Intranet,建立自己的Web网 i、E-mail服务器等信息应用系统 (5)局域网整体接入 Internet,使局域网的用户均可共享互联网的资源: (6)专线用户可以免费得到多个合法的 Internet Ip地址和一个免费的国内 域名 (⑦)提供详细的计费、网管支持、还可以通过防火墙等安全技术保护用户局域 网的安全,免受不良侵害 10.1.4|SDN专线接入 综合业务数字网( Integrated Service Digital Network),简称ISDN。是通 过对电话网进行数字化改造而发展起来的,提供端到端的数字连接,以支持一系列 广泛的业务,包括语音、数据、传真、可视图文等。ISDN能够提供标准的用户-网 络接口,通过标准接口将各种不同的终端接入到ISDN网络中,使一对普通的用户线 最多可连接8个终端,并为多个终端提供多种通信的综合服务。通过ISDN接入 Internet既可用于局域网,也可用于独立的计算机。 ISDN专线接入技术有如下特点: (1)多种业务兼容利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文、数据通 信等多种业务 (2)数字传输ISDN能够提供端到端的数字连接,即终端到终端之间的通道 已完全数字化,具有优良的传输性能,而且信息传送速度快。 (3)标准化的接口ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接 口。该接口有基本速率接口和一次群速率接口。基本速率接口有两条64Kb/s的信息 通路和一条16Kb/s的信令通路,简称2B+D;一次群接口有30条64Kb/s的信息通 路和一条64Kb/s的信令通路,简称30B+D。标准化的接口能保证终端间的互通 个ISDN的基本速率用户接口最多可连接8个终端 (4)使用方便用户可以根据需要,在一对用户线上任意组合不同类型的终端, 198
计算机网络技术及应用 DDN 专线向用户提供的是半永久性的数字连接，沿途不进行复杂的软件处理， 因此延时较短，避免了传统的分组网中的传输协议复杂、传输时延大且不固定的缺 点；通信信道容量的分配和连续均在计算机控制下进行，具有极大的灵活性和可靠 性，使用户可以开通种类繁多的信息业务，传输任何合适的资料信息。DDN 专线接 入 Internet 具有如下特点： （1）DDN 专线接入能提供高性能的点到点通信，通信保密性强，特别适合金融、 保险等保密性要求高的客户需要； （2）DDN 专线接入传输质量高，通信速率可根据用户需要在 N*64Kb/s(N=1～32) 之间选择，网络延时小； （3）DDN 专线信道固定分配，充分保证了通信的可靠性，保证用户使用的带宽 不会受其它客户使用情况的影响； （4）通过这条高速的信道，用户可构筑自己的 Intranet, 建立自己的 Web 网 站、E-mail 服务器等信息应用系统； （5）局域网整体接入 Internet，使局域网的用户均可共享互联网的资源； （6）专线用户可以免费得到多个合法的 Internet IP 地址和一个免费的国内 域名； （7）提供详细的计费、网管支持、还可以通过防火墙等安全技术保护用户局域 网的安全，免受不良侵害。 10.1.4 ISDN 专线接入 综合业务数字网（Integrated Service Digital Network），简称 ISDN。是通 过对电话网进行数字化改造而发展起来的，提供端到端的数字连接，以支持一系列 广泛的业务，包括语音、数据、传真、可视图文等。ISDN 能够提供标准的用户-网 络接口，通过标准接口将各种不同的终端接入到 ISDN 网络中，使一对普通的用户线 最多可连接 8 个终端，并为多个终端提供多种通信的综合服务。通过 ISDN 接入 Internet 既可用于局域网，也可用于独立的计算机。 ISDN 专线接入技术有如下特点： （1）多种业务兼容 利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文、数据通 信等多种业务。 （2）数字传输 ISDN 能够提供端到端的数字连接，即终端到终端之间的通道 已完全数字化，具有优良的传输性能，而且信息传送速度快。 （3）标准化的接口 ISDN 能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接 口。该接口有基本速率接口和一次群速率接口。基本速率接口有两条 64Kb/s 的信息 通路和一条 16Kb/s 的信令通路，简称 2B+D；一次群接口有 30 条 64Kb/s 的信息通 路和一条 64Kb/s 的信令通路，简称 30B+D。标准化的接口能保证终端间的互通。一 个 ISDN 的基本速率用户接口最多可连接 8 个终端。 （4）使用方便 用户可以根据需要，在一对用户线上任意组合不同类型的终端， １９８