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基于ADSL技术的校园网的组建?

时间:2022-08-06 15:55:04 计算机信息技术 我要投稿
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基于ADSL技术的校园网的组建?

                    基于ADSL技术的校园网的组建?

基于ADSL技术的校园网的组建?

                          杨梭生  李花?

                         (中国矿业大学)??

摘要  本文详细地介绍了ADSL技术的基本原理和一个基于DSL技术的校园网的设计思想、功能特点、实现方法及应用。它为网络设计人员提供了一种组建校园网的新思路和新方法。关键词  非对称数字用户线路,ADSL调制解调器,数字用户线接入复用设备,校园网

    随着近年来电信资费的调整,政府上网工程的启动,企业建网热潮的深化,电子商务走向应用,可以预期新的一轮上网热潮正在到来。再加上网络应用的进一步深化,以视频点播(VOD)、电视会议、网上购物等交互式应用为代表的新的业务类型的出现,用户对数据通信的速率提出了更高的要求。接入网作为网络系统中的“最后一公里”正引起人们越来越多的注意。但是由于种种原因,用户的接入速率尚不能满足多媒体应用的需求,正因如此,ADSL、Cable Modem等新一代的高速接入技术被推向了台前,频频曝光。?

    本文主要介绍ADSL技术。一方面,ADSL技术是基于现有的双绞铜线的基础上,在我国目前的实际情况下更经济也更易于实现,有望成为下一代主流的用户接入方式;另一方面,由于我国绝大部分城市的电信部门尚不支持ADSL技术(只是在我国的深圳以及上海、北京的某些小区作为试点,进行了ADSL技术的试验),所以我们只提供了一个基于ADSL技术的校园网解决方案。?

1.ADSL技术的发展背景?

    随着网络技术的不断发展,尤其是Internet的迅速发展,使得接入技术日益受到人们的重视。在过去的几年间,基于铜线的接入技术取得了飞速的发展,包括使用V系列调制解调器的接入和xDSL技术。使用调制解调器通过电话线(双绞铜线)来实现网络的接入是最简单、最经济的方法,但是它受到调制解调器速率的限制。虽然经过了人们的努力,调制解调器的速率由最初的2.4kbit/s速率一路攀升,先后经历了9.6kbit/s、14.4kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s。但是由于V系列调制解调器所使用频带受到限制(为3400Hz),所以几乎已经无法继续提高速率。那么,在现有的铜线上,如何进一步提高网络的接入速率呢?各种DSL(Digital Subscriber Line 数字用户线)技术就成为最佳的方案。?

    在众多的DSL技术中,ADSL

技术是比较有代表性的,它对更新Internet访问的应用范围,如视频点播(Video?on?demand)和电视会议(Teleconferencing)等,具有实际意义。下面,我们就ADSL技术作一简单的介绍。?

2.ADSL的工作原理

    ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line),中文名字叫非对称数字用户线路。当在电话线两端分别放置ADSL MODEM时,在这段电话线上便产生了三个信息通道:一个速率为1.5Mbps?9Mbps的高速下行通道,用于用户下载信息;一个速率为16kbps?1Mbps的中速双工通道;一个普通的老式电话服务通道;而且这三个通道可以同时工作。(当然,具体的通信速率还依赖线路的质量和长度而定。一般来说,有效传输距离在3-5公里范围以内。)你可以在下载文件的同时在网上观赏视频节目,并不影响电话的使用。最重要的是这一切都是在一根电话线上同时进行的。?

    ADSL靠什么实现这一切呢?说起来,ADSL的内部十分复杂。它采用了高级的数字信号处理技术和新的算法压缩数据,使大量的信息得以在网上高速传输。我们知道,在现有的较长的铜制双绞线(普通电话线)上传送数据,其对信号的衰减是十分严重的,ADSL在如此恶劣的环境下实现了大的动态范围,分离的通道,以及保持低噪声干扰,其难度可想而知,难怪有人说,ADSL是调制解调技术的一个奇迹。?

    为了在电话线上分隔有效带宽,产生多路信道,ADSL调制解调器一般采用两种方法实现,频分多路复用(FDM)或回波消除(Echo Cancellation)技术。FDM在现有带宽中分配一段频带作为数据下行通道,同时分配另一段频带作为数据上行通道。下行通道通过时分多路复用(TDM)技术再分为多个高速信道和低速信道。同样,上行通道也由多路低速信道组成。而回波消除技术则使上行频带与下行频带叠加,通过本地回波抵消来区分两频带。此技术来源于V.32和V.34调制解调器中,它非常有效地使用了有限的带宽,但从复杂性和价格来说,其代价较大。当然,无论使用两种技术中的哪一种,ADSL都会分离出4kHz的频带用于老式电话服务(POTS)。?

    当前,ADSL调制解调设备多采用3种线路编码技术,分别称为抑制载波幅度和相位(carrier?less amplitude and phase,CAP),离散多音复用(discrete multitone,DMT),以及离散小波多音复用(discrete wavelet multitone,DWMT)。其中CAP的基础是正交幅度调制(QAM),在CAP中,数据被调制到单一载波之上;而在DMT中,数据被调制到多个载波之上,每个载波上的数据使用QAM进行调制。DMT中使用为大家熟知的快速傅里叶变换算法做数字信号处理,而在DWMT中,则用近年来新兴的小波变换算法代替快速傅里叶变换。一个ADSL调制解调器将多路下行通道中,双工通道中以及维护信道中的数据流组合成数据块(block),并在每一数据块中附加纠错代码,接收端则通过此纠错代码对在传输过程中产生的误码进行纠错。实验表明,此纠错编码技术完全可以达到MPEG?2和其他数字图像压缩方法的要求。?

    非对称数字用户线路(ADSL)与以往调制解调技术的主要区别在于其上下行速率是非对称的,即上下行速率不相等,ADSL技术的高下行速率和相对而言较慢的上行速率非常适于做Internet/Intranet浏览使用。?

3. ADSL的特点?

1)ADSL具有V系列调制解调器无法比拟的数据速率。?

2)ADSL技术是基于双绞铜线的,因此ADSL有着广阔的应用基础。在全球范围内,有7亿门电话铜线。在我国,电话网的规模已经跃居到全球第二位,其中,程控化的比重高达99.7%,这为ADSL技术在我国的应用提供了良好的基础。?

3)ADSL技术具有高性能价格比。ADSL技术利用传统电话网的双绞铜线,并且在同一条双绞铜线上可以实现语音传输和数据传输的共存,因此不需要另外铺设传输线,从而大大节约了成本。?

4)ADSL与Cable Modem相比,具有独占带宽的特点。利用有线电视网进行多媒体的传输,虽然可以取得较高的带宽,但当上网用户的数目增加时,因其是共享带宽,所以每个用户拥有的带宽将急剧下降;而ADSL是基于电话铜线的,每个用户独占带宽,不会因上网的用户数目的增加而影响带宽。?

5)ADSL的上下行速率是非对称的。ADSL技术的高下行速率和相对而言较慢的上行速率非常适于做Internet/Intranet浏览使用。?

4. ADSL所需设备?

    在用户端,需要安装ADSL调制解调器。用户的计算机通过调制解调器连接到普通的电话线上。在ADSL调制解调器中有一个用于信号分离的芯片,叫做POTS Filter。从电话线传来的信号通过它被分成两路,一路用于传送语音,另一路用于传送数据。传送数据的信号会在经过一个信道分离器(Channel Separator),分成上行和下行两个信道。?

    在交换局端的设备是DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer:数字用户线接入复用设备),它的作用是将ADSL用户连接到高速骨干网上。在交换局的DSLAM设备之前也有一个ADSL调制解调器,其中也有POTS Filter,所以从用户端传来的信号通过ADSL调制解调器后被分成两路,一路是语音信号,它被送往交换局的PSTN(Public Switched Telephone Network:公用电话网)设备,另一路用来传送数据,则送往DSLAM设备,通过DSLAM设备传送到骨干网上。一般情况下,DSLAM设备都与ATM网络相连。

5. ADSL应用范围

    ADSL的应用范围很广,主要包括以下几个方面:?

1)远程教学?

    通过ADSL宽带网络,可以使地处不同地域的校园组成一个网上的虚拟校园,方便地实现远程教学。?

?电视转播?

通过ADSL宽带网络,可以高速地实现视频与音频信号的传输,方便地进行电视转播。?

?网上购物?

通过ADSL宽带网络,可实现快速的商品浏览,可以观看到商品的清晰图片,视频介绍,音频

解说。在银行,信用卡机构的帮助下,可以在网上选购所需的商品及服务。?

?小区信息发布?

>

小区物业可以通过ADSL宽带网将各种信息放在网络上,不需要再另行发放各种通知。例如:

购物指南,房地产报价,参考资料,旅游服务,影视信息,物业收费通知,证券信息等。?

?视频点播?

VOD即视频点播,是一种交互式操作,可以根据用户自己的喜好与需要通过网络点播不同类

型的视频节目,在计算机上观看。也可以利用计算机上的视频卡的视频输出功能通过S?端

子在大屏幕电视,家庭影院上观看。?

?视频会议?

通过ADSL宽带的网络连接,使得进行高画质,高音质的实时视频会议成为一件非常轻松的事

情。?

〖HS2〗〖HT5”H〗6〓ADSL技术应用解决方案?〖HT5”SS〗

 

下面我们就以某大学为例,来说明如何利用ADSL技术实现多媒体局域网的组建工作。?

1)系统现状?

某大学由三个校园组成?

A.外地校园,已建有校园网?

B.西校园,已建有校园网?

C.东校园,无校园网?

三校园之间,通过DDN接口组成远程教学与会议网络。?

现在要解决的问题是东校园的校园网的组建问题。组建校园网的方案很多,在这里让我们看

一看如何利用ADSL技术来解决这一问题。?

2)系统目标及功能?

首先,我们分析一下东校园的现有设备情况:?

*+通信线路?

学校建有一个内部电话网络,几乎所有科室,以及处级以上干部家都配有分机。利用现有的

线路组路组建校园可节省费用和人力,如将来要扩建,利用自己的技术力量就可完成。?

*+计算机及硬件资源?

学校拥有一个计算机中心、多个语音教室和多媒体教室,所有科室均配有计算机、打印机、

扫描仪等硬件设备,多媒体教室还配有投影仪、实物展台等。?

*+视听器材?

 

学校拥有一个电教中心,配有摄像机、录像机、录音机以及视听编辑设备。根据学校的具体

 

〖FL)〗〖LM〗〖PSS2,+58mm。123mm,BP〗?〖FL(K2〗

情况,将系统目标定为近期目标和远期目标。?

近期目标?

利用东校园现有的设备(主要是校内内部电话网络),组建基于ADSL技术的校园网,主要实现

:?

?视频会议?

实现在校园网上召开视频会议。教职工可在自己的办公室,甚至在家里(学校北院家属宿舍)

就可参加会议。?

?多媒体教学?

实现在校园网上的多媒体教学,学生可在教室或集体宿舍上课,可节省各种教学资源(如教

室、设备、教师等)。?

?办公自动化?

实现在校园网上的办公自动化,从而进一步实现“无纸”办公。?

?视频点播?

?计算机协同工作?

实现在校园网上的协同设计、协同写作等。?

?其它?

实现在多媒体局域网上收发电子邮件、BBS等功能。?

如能实现以上的功能,可以实现以下目标:?

*4资源共享?

实现场地、设备等的共享,大大提高办学资源的利用率。?

*4缓解师资不足的矛盾?

*4提高办公效率?

*4使东校园及其学生宿舍、家属宿舍组成一个数字化小区。?

远期目标?

第一步〓利用DDN实现三个校园网的网络互联。?

第二步〓利用ADSL实现三个校园网的网络互联(将来电信普遍支持ADSL后)。?

3)系统设计及网络结构?

初步决定利用ADSL技术来组建东校园的校园网,理由如下:?

可利用学校现有的内部电话线路和设备。这样做的好处是可以做到在不影响原有电话使用

的条件下提供相互连接和上网的功能;?

每个用户独占带宽,且下载速率比较高,比较适合如局部视频会议,视频点播,计算机教

学,数字化小区等的需要;?

由于ADSL的前景看好,如果我国电信支持ADSL技术后,现有基于ADSL技术的网络可比较容

易地支持宽带远程服务。?

当然,利用现有的电话系统组建基于ADSL技术的校园网,要对原有的电话系统做一些改造。

这种改造分为用户端和总机端。?

用户端电话系统的变化只是加入了一个滤波器和一个ADSL的调制解调器。对原有的电话线路

不需要作改动。ADSL的调制解调器一头连接着滤波器过来的DSL信号,一头连接HUB(集线器)

或SWITCH(网络交换机)。如果计算机访问内部的计算机,则通过HUB即可;如果访问外部的

则先通过HUB再通过ADSL Modem。?

增加运行代理服务器软件的代理服务器,则本网计算机即可访问Internet。?

学校总机房的交换机作如下的处理:?

 

在交换机房的改动是加入了一个滤波器,将ADSL的高频信号在进入电话交换机前分离开来。

高频ADSL信号送到ADSL的Modem中,电话信号送入交换机。接入的模型图如图1。〖FL)〗

?

〖CRS3,BP〗?

〖HT5”H〗〖JZ〗图〓1〖HT5”SS〗

〖FL(K2〗〓〓

整个网络被划分成以下几个部分:?

?教务LAN?

主要用于学生、师资和教材等的管理。?

?财务LAN?

?图书馆LAN?

主要用于图书与期刊的采购、编目、检索、借阅等管理。?

?中心LAN?

主要用于提供和管理各种资源,并向用户提供各类服务。?

整个网络的结构如图2。〖FL)〗

 

?

〖CRS4,BP〗?

〖HT5”H〗〖JZ(〗图〓2〖JZ)〗

〖HT5”SS〗

〖FL(K2〗〖HT5”H〗7〓结束语?〖KH-*2〗?〖HT5”SS〗

由于ADSL技术还不是很成熟,没有一个统一的标准,我国电信也不支持它,所以我们只就基

于ADSL技术的校园网的建设作了一下简单的讨论。其中肯定存在不妥,甚至是错误之处,望

读者给予批评指正。〖

FL)〗

 

 

 

 

 

 

 

〖HT〗〖HS(7〗〖HT2BS〗〖JZ(〗Internet/Intranet技术在办公?自动化中的应用〖JZ)〗

〖HS)〗

〖HT4”K〗〖JZ〗王惠森〓〓〓〓〓魏〓智〓?

〖HT5”F〗〖JZ〗(天津航海仪器研究所)〓(河北工业大学机械学院)??

〖HK40〗〖HT5Y3〗摘〓要〓〖HT5”K〗基于几个工程系统的开发实践,结合办公自动化的

特点,阐述了应用现代Internet/Intranet技术开发自动化办公系统的主要特征、技术关键

和构造过程。?

〖HT5Y3〗关键词〓〖HT5”K〗办公自动化〓 INTERNET网〓 INTRANET网〓 应用系统

?〖HK〗〖HT〗?〖HT5”SS〗〖FL(K2〗

〖HS2〗〖HT5”H〗1〓前言〖HT5”SS〗?

 

基于局域网的办公自动化系统,利用计算机网

络环境建立的办公自动化系统可有多种,比如,可以用各种关系型数据库工具开发采用Clie

nt/Server结构的软件系统实现办公自动化,也可以基于文档型数据库工具(如Lotus Notes

)来开发事务流型办公系统。这些系统虽然各有优点(技术成熟、性能稳定等),但如果希

望既能满足单位内部(局域网)办公又能满足集团(广域网)办公的双重需要时,以上两种

办公系统便暴露出不可克服的弱点,要么投资太大(比如需申请专线),要么由于应用站点

分散,客户端程序不便维护。鉴于此,如何抓住Internet/Intranet技术大发展的机遇,利

用Internet/Intranet技术来开发新一代办公自动化系统,已成为各相关部门所关注的重要

课题。?

〖HS2〗〖HT5”H〗2〓办公自动化的主要特点〖HT5”SS〗?

                    无论开发何种办公自动化软件系统,我们都需要清楚办公自动化究竟

包含那些方面和内容。通常认为将办公室日常处理各种事务和信息的过程,在办公主体——

人的控制下,利用现代工具和手段自动完成,这就是办公自动化。从信息处理的多层面和复

杂性来讲,办公自动化可分以下三个层面或阶段:?

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