有關寬頻區域網技術研究論文

來源:才華庫 1.83W

摘 要:計算機技術和網路通訊的快速發展推動了寬頻區域網技術的進步,當前在住宅小區、辦公樓等區域中構建和架設寬頻區域網絡已經成為一種必然趨勢。筆者簡要介紹了寬頻局域網路技術,並在此基礎上提出了寬頻區域網絡總體規劃和設計方案。該方案給出了滿足使用需求的網路裝置配置,同時組建了全方位、多層次的安全體系,在佈線方面結合實際要求給出了結構化佈線系統配置。

有關寬頻區域網技術研究論文

關鍵詞:寬頻通訊;  區域網;  結構化佈線系統;  網路系統

Local Area Network,即區域網,簡稱LAN,它主要是指在較小的地理範圍內藉助於高速通訊線路(例如寬頻網路)將計算機或者工作站連線成為一個完整的計算機網路系統。在住宅小區、辦公樓等有效的地理範圍之內,區域網是該區域範圍內網路主體的基礎。區域網不同於網際網路(Internet),它的適用物件僅僅向網路內部人員開放,一般情況下,外部人員無法對其進行訪問,只有內部人員才能夠對其進行訪問,因而,寬頻區域網絡是資訊時代進行內部交流以及進行內部管理的重要工具之一。綜合來看,寬頻區域網絡為特定地理範圍內的一個單位共有,並且站點數目和地理範圍都有一定的限制,它之所以獲得廣泛地應用,主要是因為它具有以下幾種優點:首先,能夠非常便利地共享使用高效能而且非常昂貴的主機和各種裝置,還可以共享各種資料、軟體等等,不僅提高了他們的使用效率,而且分攤了使用者的使用成本。其次,在寬頻區域網絡中,使用者可以通過一個站點來快速訪問整個網路,使用便利性非常好。再次,寬頻區域網絡具有非常優秀的可拓展性和演變能力,不僅主機以及各種裝置能夠進行靈活地調整甚至改變,而且軟體程式、作業系統等也能夠比較方便地進行升級更新。最後,由於寬頻區域網絡不需要與外界相接,僅供內部人員使用,所以它具有很好的安全性、可靠性、生存性以及可用性。

1寬頻區域網的相關技術分析

1.1乙太網技術

乙太網是一種基帶網路規範,它由Xerox公司建立,後由Xerox公司、DEC公司以及Intel公司共同開發確定。乙太網採用基帶傳輸,利用傳輸裝置和對絞線能夠根據不同的要求分別實現10 Mbps、100 Mbps以及1000 Mbps的傳輸速度,是目前應用範圍最為廣泛的區域網絡。從目前的應用情況來看,控制網路系統、校園區域網絡、證券網路系統、辦公自動化系統等均採用了基於乙太網的通訊傳輸模式,使得乙太網技術已經成為當前區域網絡的主流技術。另外,成本經濟、效能穩定、實時性強、技術成熟以及應用範圍廣等都是乙太網的優勢所在,這些都會使其在可以預見的將來內獲得良好的發展。

1.2拓撲結構

寬頻區域網絡的常見拓撲結構主要包括以下幾種:

1.2.1 環形網路結構 該拓撲結構是一個非常典型的從點至點的環形結構模式,它主要就是以串聯的形式藉助通訊鏈路把每一臺計算機連線成為一個閉合的環,例如令牌環形網。在環形網路結構形式中,資料和資訊依照固定的方向進行傳送,即不是順時針方向便是逆時針方向。環形結構的優點和缺點都比較明顯,首先,其優點是由於每一個網路節點與相鄰兩個網路節點的連線均直接通過物理鏈路,因而,資料和資訊傳輸控制機制比較簡單,而且傳輸過程中具有很好的實時性;另外,網路中的每一次資訊傳輸都有固定的最大傳輸遲延。其次,其缺點是如果網路中的任何一個節點出現問題,便直接導致整個網路通訊的中斷,因此環形網路結構的可靠性比較低。目前,為了克服環形網路結構先天性的可靠性低問題,某些網路已經採用了網路自愈功能,即某個網路節點出現問題之後,該功能便可以進行鏈路的自動切換,但是由於該功能需要調整訪問控制機制和網路拓撲結構,複雜程度相對較高。

1.2.2 匯流排網路拓撲結構 匯流排網路拓撲結構是當前普遍採用的結構形式之一,該種拓撲形式主要是藉助通訊線路把所有的入網計算機連線到一條通訊幹路當中;同時,在通訊幹路的兩端連有終結器匹配線路阻抗來藉此避免出現訊號反射問題。由於匯流排網路拓撲結構具有相對明顯的優點,目前已經成為區域網絡應用最廣的拓撲形式。它的.優勢是經濟性好、結構簡單、利用效率高,它的缺點是網路延伸距離和網路容納的節點數量有限制,並且同一個時刻只允許兩個網路節點進行通訊。如果通訊幹路上的任何一個節點出現問題便會直接影響整個區域網絡的通訊。匯流排網路拓撲結構只需要鋪設通訊主幹電纜即可,因此其安裝過程相對容易;其配置過程中也比較簡單,節點的增加與刪除均非常容易操作,但是如果該主幹通訊電纜的接入點數量飽和時,便需要重新鋪設新的主幹通訊電纜。但是如果出現故障維修時的難度比較大,因為在進行介質故障排除時,需要把該故障限制在某個區間(網段),位於該區間的非故障使用者的正常使用均要受到影響。

1.2.3 星形網路拓撲結構 該種拓撲結構形式主要將某一個網路節點作為處理中樞,而相關的入網裝置均利用物理鏈路與該處理中樞節點進行連線。星形網路拓撲結構的優點非常突出,即控制簡單、網路架設容易、結構簡潔,其缺點也比較明顯,即作為處理中樞的網路節點的工作負載非常大,降低了可靠水平以及通訊線路的利用效率。星形網路拓撲結構可以進行優化“改裝”,例如,將一個星形網路拓撲結構隱藏在另一個星形網路拓撲結構當中,便會形成新的層次性網路拓撲結構或者樹形網路拓撲結構。星形網路拓撲結構的安裝過程中要相對複雜和困難一些,所使用的通訊電纜也要稍多一些。但是,星形網路拓撲結構的重新配置操作比較簡便,僅僅需要在改變、刪除或者增加某個埠的連線即可。但是星形網路拓撲結構的維護管理難度相對較大,主要是因為在星形網路拓撲結構中,網路中的一切資料和資訊均需要經過處理中樞的中心裝置,並由其彙集處理。因為結構形式特殊,所以一旦網路出現故障,受故障影響的使用者則能夠降到最少,並可以進行很好地處理。

1.3ATM技術

Anchronous Transfer Mode,即非同步傳輸模式,簡稱ATM。影象、視訊、音訊等多媒體內容的增多迫使使用者來獲得更高的接入速率,但是傳統的電路交換 和分組交換對於日益增加的交換任務顯得束手無策。在進行大量任務交換時,電路交換的突發性和傳輸速率均會產生較大的變化,增加了控制難度;在傳輸速率較大的情況下,分組交換的協議資料單元需要佔用各層處理的大量資源,資訊傳輸延遲問題嚴重。非同步傳輸模式(ATM)的寬頻資訊交換是它的典型優勢,因此,它在廣域網和區域網當中均獲得了親睞。非同步傳輸模式(ATM)具有高速資料傳輸率和支援許多種型別如聲音、資料、傳真、實時視訊、CD質量音訊和影象的通訊,它是一項信元中繼技術,資料分組大小固定。你可將信元想象成一種運輸裝置,能夠把資料塊從一個裝置經過ATM交換裝置傳送到另一個裝置。所有信元具有同樣的大小,不像幀中繼及區域網系統資料分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法,預計和保證應用所需要的頻寬。

1.4VLAN技術

Virtual LAN,即虛擬區域網,簡稱VLAN。VLAN系統的交換機配備高速乙太網升級介面,並支援交換機間連線協議(ISL),具備跨越高速以太主幹網連線的相容性。ISL協議可提供跨越骨幹網的第二層VLAN標識,並將每個資料包直接傳送到已配置有相應VLAN標識的交換機,從而極大地減少了整個企業中的廣播量。任何VLAN配置差異都可通過動態配置分析和執行記錄生成過程檢測出,並可通知到網路管理應用軟體。這樣保證在安裝交換的網路上具有配置相容性,而且減少了由網路管理員導致的配置錯誤。VLAN通過基於協議型別和網路地址的分段,可在網路層(通常指第三層)上得到進一步定義。這種型別的VLAN分段需要子網地址與VLAN組對映。交換機將終端站的MAC地址和基於於網地址的對應VLAN連線起來,同時選定在同一VLAN中的其他站的相應網路埠。這種方法的優點在於網路管理員可根據每個包中的網路層資訊對網路進行分段。

2應用例項

某住宅小區為了實現資訊化,構建了寬頻區域網絡。其總體設計方案簡介如下:第一,絡操作服務平臺的基礎是區域網絡和TCP/IP協議集。選擇CISCO WORKS FORwIN網管軟體,可以實現對內外網的全面、綜合管理。第二,確保內部網路的安全,採用內外網隔離方式,與外部網路連線採用防火牆等安全措施。第三,網路應用支援與開發工具包括網路服務功能、外部資源連線、以及應用系統開發工具等組成部份。第四,絡服務功能包括資訊查詢、釋出等,支援電子郵件、域名服務、檔案傳輸服務。外部資源連線的功能是實現WEB服務與企業管理資訊資料庫的互連。第五,統開發工具是開發基於的多種應用軟體系統的開發工具,包括系統互連、物件導向的多種網路應用開發工具。

參考文獻

朱永泉,王輝,張彥秋,王志波,等. 小區住宅接入寬頻網布線設計方案. 黑龍江通訊技術,2002(01):56-58.

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