一中校园网络建设方案

一中校园网络建设方案内容摘要：

频和数据在保证传输质量的前提下在同一条物理信道上进行传输 ,并且这些信号在 ATM 系统中不需要进行任何协议变换 ,因而克服了共享介质和包式传输带来的延时困扰 ,所以 ATM 特别适用于对延时敏感的应用场合。 使用 ATM 容易构成虚拟网络 ,方便管理和扩展 ,但其技术不够成熟 ,标准尚不统一 ,各厂家的 ATM 产品互连性比较差 ,设 备价格也昂贵。 ATM 是一种基于光纤传输系统、应用了统计复用技术、采用了短信元交换技术的先进异步模式。 它直接支持数据、视频、音频等多媒体传输。 速率相当快 (达成 155M， 622M)，由于采用了异步模式，共效率相当高，比较适合于作主干网格。 但它仍然是一项有争议的技术，许多标准尚待完善，不同厂家产品之间的互操作及通用性有待于进一步改善。 千兆以太网 同 100M位以太网一样 ,千兆位以太网使用与 10M位以太网相同的帧格式和帧大小 ,以及相同的 CSMA/CD 协议。 这意味着广大的以太网用户可以对现有以太网进行平滑的、无 需中断的升级 ,而且无需增加附加的协议栈或中间件。 同时 ,千兆位以太网还继承了以太网的其它优点 ,如可靠性较高 ,易于管理等。 千兆以太网相比其他技术具有大带宽的优势，并且仍具有发展空间，有关标准组织正在制定 10G 以太网络的技术规范和标准。 同时基于以太网帧层及 IP 层的优先级控制机制和协议标准以及各种 QoS 支持技术也逐渐成熟，为实施要求更佳服务质量的应用提供了基础。 伴随光纤制造和传输技术的进步，千兆位以太网的传输距离可达百公里，这使得其逐渐成为构建城域网乃至广域网络的一种技术选择。 其特点如下： 美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。 千兆位以太网将保留 IEEE 和以太网帧格式以及 受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具； 2．千兆位以太网相对于原有的快速以太网、 FDDI、 ATM 等主干网解决方案，提供了一条最佳的路径。 至少在目前看来，是改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。 网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施。 网 络管理人员将为用户提供对 Inter、 Intra、城域网与广域网的更快速的访问。 3． IEEE 工作组建立了 和 千兆位以太网工作组，其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。 该标准支持全双工和半双工1000Mbps，相应的操作采用 IEEE 以太网的帧格式和 CSMA/CD 介质访问控制方法。 千兆位以太网还要与 10BaseT 和 100BaseT 向后兼容。 此外， IEEE 标准将支持最大距离为 550 米的多模光纤、最大距离为 70 千米的单模光纤和最大距离为 100 米的铜轴 电缆。 千兆位以太网填补了 以太网 /快速以太网标准的不足。 综合比较以上技术，本方案选择千兆以太网作为主干网络技术。 接入网技术 选择 目 前接入网 技术常用的有 拨号上网接入、 ISDN 专线接入、 ADSL 接入、 DDN专线接入、帧中继接入、光纤接入、无线接入 等。 拨号上网接入 拨号上网方式又称为拨号 IP 方式，因为采用拨号上网方式，在上网之后会被动态地分配一个合法的 IP 地址。 用拨号方式上网的投资不大，但是能使用的功能比拨号仿真终端方法联入要强得多。 拨号上网就是通过电话拨号的方式接11 11 入 Inter 的，但 是用户的电脑与接入设备连接时，该接入设备不是一般的主机，而是称为接入服务（ Access Server）的设备，同时在用户电脑与接入设备之间的通信必须用专门的通信协议 SLIP 或 PPP。 拨号上网的特点：投资少，适合一般家庭及个人用户使用；速度慢，因为其受电话线及相关接入设备的硬件条件限制，一般在 56K 左右。 ISDN专线接入 ISDN 专线接入又称为一线通、窄带综合业务数字网业务（ NISDN）。 它是在现有电话网上开发的一种集语音、数据和图像通信于一体的综合业务形式。 一线通利用一对普通电话线即可得到综合电信服 务：边上网边打电话、边上网边发传真、两部计算机同时上网、两部电话同时通话等。 通过 ISDN 专线上网的特点：方便，速度快，最高上网速度可达到 128K/S。 ADSL接入 ADSL 即不对称数字线路技术，是一种不对称数字用户线实现宽带接入互联网的技术，其作为一种传输层的技术，利用铜线资源，在一对双绞线上提供上行640kbps、下行 8Mbps 的宽带，从而实现了真正意义上的宽带接入。 ADSL 宽带入网特点：与拨号上网或 ISDN 相比，减轻了电话交换机的负载，不需要拨号，属于专线上网，不需另缴电话费。 DDN 专线接入 DDN 即数字数据网，是利用数字传输通道（光纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网。 可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其它新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。 其主要特点： 传输质量高，信道利用率高；传输速率高，网络时延小；数据信息传输透明度高，可支持任何规程，可传输语音、数据、传真、图象等多种业务；适用于数据信息流量大的校园；网络运行管理简便，对数据终端的数据传输速率没有特殊要求。 主要优点： 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；传输质量高，网络时延小，通信速率可根据用户需要选择；信道固定分配，充分保证了通信的可靠性，保证用户的带宽不会受其他用户的影响；用户通过这条高速的国际互联网通道，可构筑自己的 Inter、 Email 等应用系统；用户网络的整体接入使局域网内的 PC 均可共享互联网资源；用户可免费得到多个 Inter 合法 IP 地址及域名；用户可实现每天 24 小时全天候的信息发布，即用户可建立自己的 Web 站点，向国际互联网发布自己的信息或提供信息服务；用户可通过防火墙等技术保护内部网络免受不良侵害；用 户可通过 VPN（ Virtual Private Network）虚拟私用网络功能，利用首创网络综 合信息平台实惠安全、可靠的企业网的国际网络互联，从而构建起企业的国际专用互 联网络。 帧中继接入 帧中继是在 OSI 第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。 通过帧中继入网需申请帧中继电路，配备支持 TCP/IP 协议的路由器，用户必须有 LAN（局域网）或 IP 主机，同时需申请 IP 地址和域名。 入网后用户网上的所有工作站均可享受 Inter 的所有服务。 12 12 帧中继上网特点：通信效率高，租费低，适用于 LAN 之间的远 程互联，传输速率在 9600bps~2048kbps 之间。 光纤接入 光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。 光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。 光纤用户网的主要技术是光波传输技术。 目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。 复用技术用得最多的有时分复用 (TDM)、波分复用 (WDM)、频分复用 (FDM)、码分复用 (CDM)等。 根据光纤深入用户的程度，可分为 FTTC、 FTTZ、 FTTO、 FTTF、 FTTH 等。 光纤通信不同于有线电通信，后者是利用金属媒体传输信号，光纤通信则是利用透明的光纤 传输光波。 虽然光和电都是电磁波，但频率范围相差很大。 一般通信电缆最高使用频率约为 9~24 兆赫（ 10Hz），光纤工作频率在 10~10Hz 之间。 接入网结构 接入环路的三种系统结构分别为 FTTN、 FTTC 和 FTTH 在网络发展过程中，每种结构都有其应用和优势，而目在经济地向全业务问演进过程中，每种结构都是关键的一环。 FTTN 给人们带来的好处是它将光纤进一步推向用户网络。 它建立起一个接太平台，能提供话音、高速数据和视频业务给众多的家庭而不需要完全重建接入环路和分配网络。 根据需求，可以在光纤节点处增加一个插件，即 可提供所需业务。 在因业务驱动或网络重建使光纤节点移到路边 FTTC 或家庭（ FTTH）之前，FTTN 将叠加于并利用现有的铜线分配网络。 这种网络结构的基本要求是为了提供宽带或视频业务，节点与住宅的距离应当在 4000到 5000英尺的范围内。 而当今的节点一般的服务距离可达 12020英尺。 因此，每个服务区需要安装 3 到 5 个 FTTN 节点。 FTTC 或 FATH 光纤（光纤几乎到家）比 FTTN 多几个优点。 当采用 FTTC 重建现有网络时，可消除由电缆传输可能带来的误差。 它使光纤更深入到用户网络中，这可减少潜在的网络问题的发生和由于 现场操作引起的性能恶化。 目前 FTTC 是最健壮和“可部署的”的网络，是将来可演进到 FTTH 的网络。 它同样是新建区和重建区最经济的网络建设方案。 这种网络结构的一个缺点是需要提供铜线供电系统。 一个位于局端的远程供电系统能给 50 到 100 个路边光网络单元供电、每个路边节点采用单独的供电单元代价非常高而且在持久停电时不能满足长期业务要求。 作为提供光纤到家的最终网络形式， FTTH 去掉了整个铜线设施：馈线、配线和引入线。 对所有的宽带应用，这种结构是最健壮和长久的未来解决方案。 它还去掉了铜线所需要的所有维护工作并大大延长 了网络寿命。 网络的连接末端是用户住宅设备。 在用户家里，需要一个网络终接设备将带宽和数据流转换成可接收的视频信号（ NTSC 或 PAL 制）或数据连接（ 10 兆以太网）。 有两种设备可采用非对林数字用户线（ ADSL 和 调制解调器（用于数据业务和 INTERNET接入）或处理宽带的 VDSL住宅同关（用于视频和数据业务）。 与局端 HDT 一样住宅网关（ RG）设备是家庭内所有业务的接太平台。 它提供网络连接以及将所有业务分配给住宅的各个网元。 RG 设备是所有网络结构（包括 FTTNFTTC 和 FTTH）的网络接口，因此它能适 应各种配置的平滑过渡。 无线接入 无线接入是指从交换节点到用户终端之间，部分或全部采用了无线手段。 典型的无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站、固定用户单元和移动终13 13 端等几个部分组成。 其功能如下： 1．控制器 控制器通过其提供的与交换机、基站和操作维护中心的接口与这些功能实体相连接。 控制器的主要功能是处理用户的呼叫（包括呼叫建立、拆线等）、对基站进行管理，通过基站进行无线信道控制、基站监测和对固定用户单元及移动终端进行监视和管理。 2．操作维护中心 操作维护中心负责整个无线接入系统的操作和维护，其主要 功能是对整个系统进行配置管理，对各个网络单元的软件及各种配置数据进行操作：在系统运转过程中对系统的各个部分进行监测和数据采集；对系统运行中出现的故障进行记录并告警。 除此之外，还可以对系统的性能进行测试。 3．基站 基站通过无线收发信机提供与固定终接设备和移动终端之间的无线信道，并通过无线信道完成话音呼叫和数据的传递。 控制器通过基站对无线信道进行管理。 基站与固定终接设备和移动终端之间的无线接口可以使用不同技术，并决定整个系统的特点，包括所使用的无线频率及其一定的适用范围。 4．固定终接设备 固定终接设备为用户 提供电话、传真、数据调制解调器等用户终端的标准接口 Z 接口。 它与基站通过无线接口相接。 并向终端用户透明地传送交换机所能提供的业务和功能。 固定终接设备可以采用定向天线或无方向性天线，采用定向天线直接指向基站方向可以提高无线接口中信号的传输质量、增加基站的覆盖范围。 根据所能连接的用户终端数量的多少；固定终接设备可分为单用户单元和多用户单元。 单用户单元（ SSU）只能连接一个用户终端；适用于用户密度低、用户之间距离较远的情况；多用户单元则可以支持多个用户终端，一般较常见的有支持 4个、 8 个、 16 个和 32 个用户的多用 户单元，多用户单元在用户之间距离很近的情况下（比如一个楼上的用户）比较经济。 5．移动终端 移动终端从功能上可以看作是将固定终接设备和用户终端合并构成的一个物理实体。 由于它具备一定的移动性，因此支持移动终端的无线接入系统除了应具备固定无线接入系统所具有的功能外，还要具备一定的移动性管理等蜂窝移动通信系统所具有的功能。 如果在价格上有所突破，移动终端会更受用户及运营商的欢迎。 综合比较以上技术，本方案选择 DDN /ADSL 作为接入方式。 网络 系统 结构设计 网络拓扑 根据学院目前的情况和用 户的要求，决定我院校园网一期工程的主要任务是：将图书馆、教学大楼和教师宿舍连入校园网，构建校园网络的初步框架，为以后网络规模的进一步扩展打下坚实的基础。 由于目前校园网的主节点放置在图书馆计算机教室，而且教师宿舍的使用量14 14 不会很大，所以目前网络的拓扑结构呈星形，即以图书馆为核心，向教学大楼和教师宿舍辐射，建筑物间使用多模光纤连接。 同时，鉴于目前的主要建筑均不大（以三层至四层为主，宽度也比较适中），所以，建筑物内部也将采用星形布局，每幢建筑只需要一个设备间，统一放置设备。 校园网中的主干网是一条高速通信链路，它 通过桥接器 /路由器与各子网相连，从而在各子网间形成一条高速公路。 目前作为主干网的主要产品有电缆以太网、光纤。