接入Internet的技術(shù)有哪些_Internet接入技術(shù)及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 幽默笑話 點擊:
摘要:計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet 已成為世界上規(guī)模最大、信息資源存儲最為豐富的計算機網(wǎng)絡(luò)。通過Internet 訪問各類信息已經(jīng)是非常普遍的事情, 然而如何合理的使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的資源以及采用何種接入方法,許多用戶并不太了解。 所以本文詳細介紹了Internet 的接入方法及其有關(guān)的應(yīng)用, 這些方法就是目前關(guān)于接入網(wǎng)的討論。
關(guān)鍵詞:撥號接入; xDSL接入; 光纖同軸混合接入;以太網(wǎng)接入; 無線接入
中圖分類號:TP393.4 文獻標識碼:A
Internet的迅速發(fā)展,人們對網(wǎng)上資源的需求越來越高,發(fā)展寬帶網(wǎng)絡(luò)是必然趨勢。雖然現(xiàn)在使用光纖技術(shù)可以使計算機網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)帶寬足夠用,可以徹底解決網(wǎng)絡(luò)“瓶頸”問題。但是,從用戶家庭到ISP網(wǎng)絡(luò)的接入的數(shù)量極大,寬帶用戶接入網(wǎng)絡(luò)投資將更為巨大,由此產(chǎn)生了所謂“最后一公里”問題。解決該問題是通過對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)(電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、計算機網(wǎng))進行技術(shù)改造,還是完全采用新的技術(shù),目前還處于積極探索之中,尚無定論。“最后一公里”問題,從長遠來看,光纖到戶當然是最佳的選擇,但也不可能一蹴而就。有的時候,用戶的需求又是多種多樣的,如何根據(jù)實際情況選擇合適的接入網(wǎng)絡(luò)方式,以期達到快捷、實用、方便、經(jīng)濟的目的。
電話網(wǎng)是世界上覆蓋面最廣的網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)窄帶接入Internet最為經(jīng)濟和便利,但其數(shù)據(jù)傳輸速率僅為64Kb/s。以電話網(wǎng)為基礎(chǔ)直接實現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸是不可行的?紤]到從電話交換機到用戶線路的帶寬較寬,由此研究出xDSL技術(shù),是目前應(yīng)用較為廣泛的一種接入技術(shù)。有線電視網(wǎng)的實時性和帶寬都較好,城鄉(xiāng)覆蓋面大,僅利用現(xiàn)有的電視網(wǎng)其前景就非常好,問題是要對現(xiàn)有的電視線纜進行技術(shù)改造,改單向傳輸為雙向通信的功能,且具有交換功能和網(wǎng)絡(luò)管理功能的寬帶網(wǎng)絡(luò),仍需要投入巨大的資金。
為了方便移動用戶,無線接入現(xiàn)在也迅速的崛起。未來的無線通信網(wǎng)將是由各個無線接入點通過寬帶有線網(wǎng)相連構(gòu)成一個大的、無限延伸的無線通信網(wǎng)?傊,接入Internet技術(shù)有多種多樣,各類用戶要根據(jù)自身的實際情況和具體要求,選用合適的接入方式。
1 撥號接入
通過調(diào)制解調(diào)器經(jīng)電話網(wǎng)接入Internet,是家庭用戶早期和目前接入的主要方式。這種方式具有簡單易行、經(jīng)濟實用的特點,其缺點是不能實現(xiàn)寬帶接入。
調(diào)制解調(diào)器的主要功能就是使計算機數(shù)據(jù)能夠在模擬電話信道進行傳輸。調(diào)制解調(diào)器可分為調(diào)制器和解調(diào)器兩個功能部分。調(diào)制器是發(fā)送信號用的,它用數(shù)據(jù)信號去調(diào)制一個稱作載波的模擬信號,從而使得數(shù)字信號能夠在電話線上傳輸。解調(diào)器是接收信號的,它將收到的模擬信號進行解調(diào),將其恢復(fù)成原始的數(shù)字信號,再傳送給接收端。調(diào)制解調(diào)器并不改變數(shù)據(jù)的內(nèi)容,它只是改變數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式以便于傳輸。如圖1所示,給出兩臺計算機使用調(diào)制解調(diào)器通過電話網(wǎng)通信的示意圖。
2 xDSL接入
DSL是數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line)的縮寫。x表示DSL的家族。用不同的x前綴表示在數(shù)字用戶線上實現(xiàn)的不同寬帶方案。其中ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是非對稱數(shù)字用戶線,HDSL(High speed DSL)是高速數(shù)字用戶線,SDSL(Single-line DSL)是1對線的數(shù)字用戶線,VDSL(Very high speed DSL)是甚高速數(shù)字用戶線,而DSL是使用ISDN用戶線。如表1所示。
目前xDSL服務(wù)基本取代了ISDN,成為更高速訪問Internet的商業(yè)和家庭用戶的選擇。xDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。
考慮到用戶在使用WWW時需要的寬帶業(yè)務(wù)主要是從Internet網(wǎng)點上下載的信息量多,而向Internet網(wǎng)點上傳的信息量要少的特點,將ADSL的上行和下行帶寬做成不對稱的。這樣即經(jīng)濟又能滿足要求。
ADSL調(diào)制解調(diào)器采用頻分復(fù)用的方法,劃分出3個頻段,如圖2所示。
最低的頻段是0~4KHz,用來傳送傳統(tǒng)電話信號。20~50KHz的頻段用來傳輸上行數(shù)字信息。從150~500KHz的頻段用來傳輸速率為1.5Mb/s下行數(shù)字信息;從140~1100KHz的頻段用來傳輸速率為6.3Mb/s下行數(shù)字信息。
ADSL非常適合于用戶密度低的居民區(qū)和地理上分散的小企業(yè)或部門使用。因為這些用戶往往是光纖不便鋪設(shè)的地方。另一個原因是目前由于雙絞線用戶仍占據(jù)了全部用戶線的90%以上,而且可以利用電話網(wǎng)中的電話線。這也是電信公司大力推廣使用ADSL的理由。安裝ADSL較為簡便,如圖3所示。
由圖可知,只要增加濾波器(電話分路器),ADSL調(diào)制解調(diào)器和UTP雙絞線,按圖連接起來,在計算機上安裝ADSL驅(qū)動程序和虛擬撥號軟件即可。
3 光纖同軸混合接入
1988年,提出一種叫做光纖同軸混合網(wǎng)(Hybrid Fiber Coax, HFC),主要是基于覆蓋面很廣的有線電視網(wǎng)CATV的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種居民寬帶接入網(wǎng)?商峁╇娨、電話和數(shù)據(jù)等服務(wù)。
現(xiàn)有的CATV網(wǎng)是使用同軸電纜構(gòu)成的樹型網(wǎng)絡(luò),它采用頻分復(fù)用技術(shù)對電視節(jié)目進行單向傳輸。而HFC網(wǎng)具有較寬的頻帶、能夠雙向傳輸,并且覆蓋面較大的優(yōu)勢,但需要對現(xiàn)有的CATV進行改造,需要相當?shù)馁Y金的投入。
對CATV網(wǎng)改造的特點如下:
。1)HFC網(wǎng)的主干線路采用光纖
CATV網(wǎng)所使用的同軸電纜系統(tǒng)對居民所需的寬帶業(yè)務(wù)來說仍嫌不足,而且同軸電纜的信號衰減較大(每30m就有約1dB的衰減),需要增加較多的放大器,這將使整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性下降。對距離放大器遠近不同的用戶來說,獲得信號的質(zhì)量將是不同的,如何將電視信號的功率很均勻地分配給所有的用戶,實現(xiàn)起來也是很困難的。
因此,HFC需要將原CATV網(wǎng)中的同軸電纜主干部分改換為光纖。并使用模擬光纖技術(shù),如圖4所示。
。2)HFC網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu)
HFC網(wǎng)采用結(jié)點體系結(jié)構(gòu)(node architecture)的特點是從頭端到各個光纖結(jié)點用模擬光纖連接,構(gòu)成星型網(wǎng)。光纖結(jié)點以下是同軸電纜組成的樹型結(jié)構(gòu)網(wǎng)。連接到一個光纖結(jié)點的典型用戶數(shù)是500戶左右,但不能超過2000戶。這樣,一個光纖結(jié)點下的所有用戶組成了一個用戶群(用戶區(qū))。光纖結(jié)點與頭端的典型距離為25km,而光纖結(jié)點到其用戶群中的用戶則不超過2~3km。
結(jié)點體系結(jié)構(gòu)的好處是能夠提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。由于每一個用戶群都獨立于其它用戶群,因此某一個光纖結(jié)點或模擬光纖的故障不會影響其它用戶群。這對整個網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高起了重要的作用。
。3)HFC網(wǎng)具有比CATV網(wǎng)更寬的頻帶,且具有雙向傳輸?shù)墓δ堋?
原來的CATV網(wǎng)絡(luò)的最高傳輸頻率是450MHz,并且是用于電視信號的下行傳輸。HFC網(wǎng)具有比CATV網(wǎng)更寬的頻譜,且具有雙向傳輸?shù)墓δ埽@就要求對傳輸頻帶進行重新劃分。目前HFC網(wǎng)的頻帶劃分還沒有國際標準。圖5給出一種劃分的說明。
從圖5可看出,上行傳輸(從用戶家庭到頭端)是使用原來CATV并不使用的低端頻帶,帶寬有35MHz左右,這比ADSL的上行信道要寬的多。上行信道還可以進一步劃分為幾個子頻段,分別用于電話通信、數(shù)據(jù)通信以及對整個HFC網(wǎng)的監(jiān)視。
下行傳輸(從頭端到用戶家庭)使用50~750MHz。其中原有模擬電視使用50~550MHz,但也可包括調(diào)頻廣播或數(shù)字廣播,而各種數(shù)字信號的傳輸放在550~750MHz。這里“各種數(shù)字信號”包含數(shù)字電視信號和各種交互式業(yè)務(wù)的下行信息(如從WWW下載的多媒體信息或視頻點播VOD信號)。750MHz以上保留今后使用,如個人通信。
(4)每個家庭要裝一個用戶接口盒
用戶接口盒提供3種連接:
、倌軌蛴猛S電纜連接到用戶的電視機。
②能夠用電話線連接到用戶的電話。
、勰軌蚴褂猛S電纜調(diào)制解調(diào)器連接到用戶的計算機。
同軸電纜調(diào)制解調(diào)器(Cable Modem)是為HFC網(wǎng)而使用的調(diào)制解調(diào)器。同軸電纜調(diào)制解調(diào)器最大的特點就是傳輸速率高。其下行速率一般在3~10Mb/s之間,最高可達30Mb/s,而上行速率一般為0.2~2Mb/s,最高可達10Mb/s。同軸電纜調(diào)制解調(diào)器要比普通電話線上使用的調(diào)制解調(diào)器要復(fù)雜得多,而且只安裝在用戶端。同軸電纜調(diào)制解調(diào)器以標準的以太網(wǎng)接口與用戶的計算機相連。同軸電纜調(diào)制解調(diào)器的主要功能是負責把有線電視網(wǎng)絡(luò)或HFC網(wǎng)絡(luò)的下行射頻(RF)信號轉(zhuǎn)換為計算機可以接收的以太網(wǎng)信號,同時把計算機發(fā)送的信號轉(zhuǎn)換為上行的射頻(RF)信號。同軸電纜調(diào)制解調(diào)器有很好的抗干擾性能。
現(xiàn)在使用HFC技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)工程已在許多地方啟動,如上海、重慶、深圳等地早在上個世紀末就已經(jīng)開展“三網(wǎng)合一”的試點工作。
4 光纖接入
目前光纖主要廣泛用于主干網(wǎng)。將來光纖也可以逐步向用戶端延伸,即用戶直接通過光纖接入網(wǎng)絡(luò)中。
光纖到家(Fiber TO The Home, FTTH),是解決最后“一公里問題”的最終解決辦法。但目前實施有如下兩個方面的問題:
。1)廣大用戶目前承擔不了光纖到家的安裝費用(光纖材料費、光端機接口設(shè)備費、安裝費、電信月租費等)。
。2)現(xiàn)在很多用戶還不十分需要使用這樣大的帶寬,或者說,目前Internet所能提供的信息并非必須使用光纖才行。
現(xiàn)在比較流行的是光纖到路邊(Fiber TO The Curb, FTTC)。其傳輸速率為155Mb/s。從路邊到各個用戶可使用雙絞線作為傳輸媒體。
還有一些說法,如光纖到辦公室(Office)FTTO,光纖到門戶(Door)FTTD,光纖到樓層(Floor)FTTF,光纖到小區(qū)(Zone)FTTZ等等,基本上區(qū)別不大,在此不再贅述。
5 以太網(wǎng)接入
現(xiàn)在的快速以太網(wǎng)的速率是100Mb/s,也有的升級到1Gb/s或10Gb/s。地理覆蓋范圍擴展到了城域網(wǎng)和廣域網(wǎng),所以,利用以太網(wǎng)進行寬帶接入也成為現(xiàn)實。
以太網(wǎng)接入的一個重要特點就是它可以提供雙向的寬帶通信,并且可以根據(jù)用戶對帶寬的需求靈活地進行帶寬升級(例如,可以將100Mb/s的交換機更換為1000Mb/s的交換機)。當城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)都采用1Gb/s或10Gb/s以太網(wǎng)時,就可以直接連入主干網(wǎng)。
以太網(wǎng)接入可以采用多種方案。如圖6是光纖到大樓FTTB的一個例子。每一個大樓的入口都安裝一個100Mb/s的以太網(wǎng)交換機,然后根據(jù)情況在每一個樓層安裝一個10Mb/s或100Mb/s的以太網(wǎng)交換機。各大樓的入口以太網(wǎng)交換機通過光纖匯接到光結(jié)點匯結(jié)點(稱為GigaPoP),然后通過城域網(wǎng)連接到Internet的主干網(wǎng)。
以太網(wǎng)接入的方式適合于上網(wǎng)用戶非常密集的辦公樓或居民小區(qū),這樣容易獲得可觀的經(jīng)濟效益。
6 無線接入
互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展和人們對寬帶需求的不斷提高,原來使用固定方式接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足人們的需要。人們需要在移動的過程中能夠隨意的接入Internet,瀏覽信息和使用Internet進行工作或者休閑娛樂。而移動通信技術(shù)的發(fā)展同時促進了計算機網(wǎng)絡(luò)無線接入技術(shù)的發(fā)展,手機上網(wǎng)也將是發(fā)展的必然趨勢之一。借助無線接入技術(shù),無論在何時、何地,人們都可以輕松地接入互聯(lián)網(wǎng)。因此,我們有必要較全面地了解無線接入技術(shù)。
6.1GSM接入技術(shù)
全球移動通信系統(tǒng)(Global System of Mobile communication,GSM),是當前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標準。GSM從1991年開始投入使用到現(xiàn)在,全球超過200個國家和地區(qū)、超過10億人正在使用GSM電話。GSM標準的無處不在性使通過“漫游協(xié)定”在移動電話運營商之間自由漫游變得很平常。 GSM 較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的,因此GSM被看作是 第二代 (2G)移動電話系統(tǒng)。GSM是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準,采用時分多路復(fù)用技術(shù)(Time Division Multiplexing),該技術(shù)是目前個人通信的一種常見技術(shù)代表。GSM數(shù)字網(wǎng)具有較強的保密性和抗干擾性,音質(zhì)清晰,通話穩(wěn)定,并具網(wǎng)絡(luò)容量大,頻率資源利用率高,接口開放,功能強大等優(yōu)點。我國于20世紀90年代初引進采用此項技術(shù)標準,此前一直是采用蜂窩模擬移動技術(shù),即第一代GSM技術(shù)(2001年10月31日我國關(guān)閉了模擬移動網(wǎng)絡(luò))。目前,中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng),GSM手機用戶總數(shù)在1.4億以上,為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)。
6.2CDMA接入技術(shù)
CDMA(Code Division Multiple Access),譯為“碼分多址訪問技術(shù)”,被稱為第2.5代移動通信技術(shù)。目前采用這一技術(shù)的市場主要在美國、日本、韓國等,全球用戶達9500萬。CDMA手機具有話音清晰、通話不易中斷、發(fā)射功率低和保密性強等特點。更為重要的是,基于寬帶技術(shù)的CDMA使得移動通信中視頻應(yīng)用成為可能。CDMA 允許所有的使用者同時使用全部頻帶,并且把其它使用者發(fā)出的訊號視為噪聲,因此沒有信號碰撞 (collision) 的問題。或者說,CDMA并不給每一個通話者分配一個確定的頻率,而是讓每一個頻道使用所能提供的全部頻譜。所以CDMA數(shù)字網(wǎng)具有高效的頻帶利用率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量。另外,CDMA系統(tǒng)采用編碼技術(shù),其編碼有4.4億種數(shù)字排列,每一部手機的編碼還隨時變化,這使得盜碼只能成為理論上的可能。
6.3GPRS接入技術(shù)
寬頻移動數(shù)據(jù)服務(wù)(General Packet Radio Service,GPRS),是采用分組交換技術(shù)。實現(xiàn)一條通信道同時提供給多個人對話,充分提高了線路的利用率。 GPRS最高的傳輸率可以達到115Kb/s,但是由于受到手機下載速率的限制(目前約28.8Kb/s),因此用戶看到的仍是以文字為主,難以提供影像與多媒體的傳輸。
GPRS具有的優(yōu)勢包括:改善無線電頻道的使用狀況。提供低成本,品質(zhì)穩(wěn)定的服務(wù)給客戶。GSM及GPRS同時存在而互不干擾?膳c其它IP (網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)及X.25網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)結(jié)。
6.4LMDS接入技術(shù)
本地多點分配業(yè)務(wù) (Local Multipoint Distribution Service, LMDS),也稱為固定無線寬帶無線接入技術(shù),這是一種解決最后一公里問題的微波寬帶接入技術(shù),由于工作在較高的頻段(24GHz~39GHz),因此可提供很寬的帶寬(達1GHz以上),又被喻為“無線光纖”技術(shù)。它可在較近的距離實現(xiàn)雙向傳輸話音、數(shù)據(jù)圖像、視頻、等寬帶業(yè)務(wù),并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標準。LMDS采用一種類似蜂窩的服務(wù)區(qū)結(jié)構(gòu),將一個需要提供業(yè)務(wù)的地區(qū)劃分為若干服務(wù)區(qū),每個服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)置基站,基站設(shè)備經(jīng)點到多點的無線鏈路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶端通信。每個服務(wù)區(qū)覆蓋范圍為幾公里至十幾公里,并可相互重疊。
6.5DBS衛(wèi)星接入技術(shù)
DBS技術(shù)也叫數(shù)字直播衛(wèi)星接入技術(shù),該技術(shù)利用位于地球同步軌道的通信衛(wèi)星將高速廣播數(shù)據(jù)送到用戶的接收天線,所以它一般也稱為高軌衛(wèi)星通信。其特點是通信距離遠,覆蓋面積大且不受地理條件限制,頻帶寬,容量大,適用于多業(yè)務(wù)傳輸,可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動靈活的移動通信服務(wù)等。
由于數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)具有高可靠性,不像PSTN網(wǎng)絡(luò)中的模擬電話需要較多的信號糾錯,因此可使下載速率達到400Kb/s,而實際的DBS廣播速率最高可達到12Mb/s。目前,美國已經(jīng)可以提供DBS服務(wù),主要用于因特網(wǎng)接入,其中最大的DBS網(wǎng)絡(luò)是休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的Direct PC。Direct PC的數(shù)據(jù)傳輸也是不對稱的,在接入因特網(wǎng)時,下載速率為400Kb/s,上行速率為33.6Kb/s,這一速率雖然比普通撥號Modem提高不少,但與xDSL及Cable Modem技術(shù)仍無法相比。
6.6藍牙技術(shù)
藍牙的英文名稱為“Bluetooth”,實際上它是一種實現(xiàn)多種設(shè)備之間無線連接的協(xié)議。通過這種協(xié)議能使包括蜂窩電話、掌上電腦、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)和家庭Hub等包括家庭RF的眾多設(shè)備之間進行信息交換。藍牙技術(shù)應(yīng)用于手機與計算機的鏈接,可節(jié)省手機費用,也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、因特網(wǎng)接入、無線免提、同步資料、影像傳遞等。根據(jù)目前公布的1.0的技術(shù)規(guī)范,藍牙技術(shù)的工作頻段是全球統(tǒng)一的2.4GHz ISM頻段。它采用以每秒鐘1600兆的快速跳頻擴頻技術(shù),傳輸速率為1Mb/s,具有很強的抗干擾能力;其標準的有效傳輸距離為10米,通過添加放大器可將傳輸距離增加到100米。
藍牙技術(shù)帶來了短距離無線通信技術(shù)的一場革命,將其與掌上電腦和其他移動計算技術(shù)相互融合,則可充分擴大移動計算設(shè)備的應(yīng)用范圍,通過無處不在的藍牙接入點,可以將上述各種數(shù)字化的便攜式設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,從而以很低的成本,用移動終端隨時隨地實現(xiàn)無線接入互聯(lián)網(wǎng)。
6.73G通信技術(shù)
3G是3rd Generation的縮寫,指第三代移動通信技術(shù)。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(2G),第三代手機是指將無線通信與互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。除了3G服務(wù)能夠同時間傳送聲音(通話)以外,它還能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體業(yè)務(wù),提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。
6.8無線局域網(wǎng)接入
無線局域網(wǎng)(Wireless LAN),簡稱WLAN。是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它不受電纜束縛,可移動,能解決因有線網(wǎng)布線困難等帶來的問題,并且組網(wǎng)靈活,擴容方便,與多種網(wǎng)絡(luò)標準兼容,應(yīng)用廣泛等優(yōu)點。WLAN既可滿足各類便攜機的入網(wǎng)要求,也可實現(xiàn)計算機局域網(wǎng)遠端接入、圖文傳真、電子郵件等多種功能。
參考文獻
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