11 Chapter 5 廣域網路 5-1 廣域網路簡介 5-2 交換技術 5-3 傳輸線路 5-4 交換式傳輸技術 5-5 點對點寬頻網路 5-6 廣域網路設備

2 傳輸距離可延伸至很大地理範圍的網路, 便稱做廣域網 路 (Wide Area Network) 。 目前全球最大的廣域網路, 便是網際網路 (Internet) 。 WAN 連線的每個端點必須透過路由器或橋接器提供 介面以存取各個 LAN 5-1 廣域網路簡介

3 5-2 交換技術 交換技術的種類： – 電路交換技術（ Circuit Switch ） 在資料發送端與接收端建立一條實質的通訊 路徑 – 封包交換技術（ Packet Switch ） 以封包 (Packet) 為基礎的交換技術

4 電路交換網路 資料在通訊網路線上所傳遞的路徑方式， 是以電路建立為基礎的交換技術。 網路上的電腦在傳送資料前會建立一條 專屬的通訊管道。 電話系統就是典型的電路交換網路。

5 電路交換網路 當您打電話給別人時，便在您和對方的 電話之間建立一條實體電路。而這條電 路在通話期間則一直保持作用中的狀態， 而且即使沒有傳送訊號 ( 沒有講話 ) ，也 會佔用整個線路。在早期的電話系統中， 所有的電話都是透過一條專用纜線而連 接到總機室，然後再由接線生以人工方 式利用配電盤來接通每一通電話。時至 今日，雖然過程已經自動化，但原理還 是一樣。

6 電話交換技術的優點： – 傳輸速率固定。 – 建立連線後資料不會有延遲的現象 – 傳輸通道為專用，並不需要重新要求建立 電話交換技術的缺點： – 成本費用較為高昂 – 使用率較差 – 抗損壞性差 電路交換技術

7 封包交換網路 資料在通訊網路線上所傳遞的路徑方式， 是以封包 (Packet) 為基礎的交換技術。 將所要傳遞的訊息分成較小的片段，稱 做封包，封包內包含發送端與接收端的 位置，因此封包就會藉由網路傳送出去， 每個封包所走的路徑不一定相同，但都 會到達接收端，接收端再將這些封包組 合起來，而還原成為原來的訊息。

8 例如某甲有 100 公斤的物品要寄給乙，但郵 局規定單一包裹最大重量為 20 公斤，因而 甲就必須將其物品至少分成 5 個包裹來郵寄， 每一包裹即為一封包。

9 細胞交換網路 另一種類似的技術稱為細胞交換，兩者 間的唯一差別在於細胞 (Cell) 的大小是 固定且一致的，而每個封包的大小卻各 不相同。 常用的細胞交換式 協定則有非同步傳輸 模式 (ATM) 。

傳輸線路 撥接線路（ Dial up line ） – 利用公共交換電話網路（ PSTN, Public Switch Telephone Network) 連線 – 每次都會開啟新的電路連接 – 速度較慢 專線 (Dedicated Line) 或租線 (Leased Line) – 電信公司開放給大眾租賃的線路通稱為專線 或租線 – 一條專屬而永久的連線 – 提供從連線用戶到電信公司機房之間的廣域 網路連線

11 WAN 連線技術 11 WAN 廣播式 專用 租線 T1 / E1 T3 / E3 xDSL 電路交換 封包交換與 細胞交換 基本電話服務 ISDN X.25 訊框傳遞 ATM 點對點交換 Cable Wireless

12 1. 交換式傳輸技術 ( 點對點 ) 封包交換服務 – X.25 – 訊框傳遞 (Frame Relay) 細胞交換服務 – 非同步傳輸模式 ATM: Asynchronous Transfer Mode

13 交換式傳輸技術 ( 點對點 ) 電路交換服務 – 利用公共交換電話網路（ PSTN) 撥接連 線 – 傳統舊式電話撥接服務 POTS : Plain Old Telephone Service – 整合服務數位網路 ISDN :Integrated Service Digital Network

14 交換式傳輸技術 ( 點對點 ) 數位式服務專線 – 同步光纖網路 SONET : Synchronous Optical Network – 專線 T-carrier

15 SONET

16 T-Carrier

17 交換式傳輸技術 ( 點對點 ) 數位式服務專線 – xDSL (Digital Subscriber Line ，數位用戶線 路 x 代表技術群 ) ADSL (Asymmetric DSL): 非對稱式 DSL HDSL (High-bit-rate DSL): 高位元傳輸率 DSL SDSL (Single-line DSL): 單線式 DSL VDSL (Very-high-bit-rate DSL): 超高位元傳輸率 RADSL (Rate Adaptive DSL): 速率調變式 DSL

18 2. 廣播式取 網路 技術 有線類比式 – 纜線數據機 (Cable Modem) 使用於混合式光纖同軸電纜 HFC (Hybrid Fiber Coaxial) – 光纖存取 FTTH (Fiber To The Home) 無線通訊 – 行動數據網路 : GSM, GPRS – 寬頻衛星系統 : Direct PC

19 1. 訊框傳遞 (Frame Relay) Frame Relay 協定改良自 X.25 協定, 由於 X.25 協定花太多功夫在資料傳輸錯誤修正上, 使得傳輸效率大打折扣, 是一個高速分封交換網路。 不執行錯誤修正功能, 進而提昇傳輸效益。 比 X.25 的工作成本低，速度在 64Kbps 以上， 最高可達 T1 速率。 5-4 交換式傳輸技術

20 訊框傳遞架構圖

21 訊框傳送的虛擬連線 使用訊框傳送技術時, 連線 2 端需建立虛擬連線： 雙方只連上附近的訊框傳送網路節點, 但其間連 線方式已先定義好, 使得 2 端彷彿是以專線直接 連接。

22 訊框傳送技術的應用

23 訊框傳送技術的應用

24 2. 非同步傳輸模式 (ATM) ATM (Asynchronous Transfer Mode) 是另 一種高速資料交換傳輸技術。 ATM 傳輸技術所採用的特殊訊框稱為 『傳輸細胞』 (Cell), 細胞長度固定為 53-byte 。 ATM 的特性 – 支援不同資料型態的高速傳送 – 高速傳輸服務的性能 – 多樣化高速通訊服務，如遠距教學、視訊 會議等 – 可作為網路連接的骨幹

25 ATM 可保證傳輸的品質 以 ATM 進行傳輸時, 所有資料都切割成 固定大小的細胞來傳送, 使得需連續傳送 的即時影音, 也能保證一直有資料送出, 維 持一定的影音品質

26 骨幹網路中的 ATM 連線 以 ATM 為傳輸骨幹時, 需使用適當的裝 置 ( 例如： ATM 交換器 ) 將要傳送的資料 轉成細胞的格式。

27 骨幹網路中的 ATM 連線

28 區域網路中的 ATM 應用 區域網路中的 ATM 應用 ATM 傳輸技術並不侷限於廣域網路應用上, 為了讓傳輸量大的區域網路也能享用高速 傳輸的好處, ATM 技術也已應用到區域網 路之中。

29 ISDN 是整合 (Integrated) 、服務 (Service) 、 數位 (Digital) 和網路 ( Network) 的組合 其發展的主要目的是希望將各種資訊及通 訊管道，納入一個共通的網路裡面，用戶 利用一對電話線即可同時享有語音、數據、 影像等多樣化之數位通訊服務。 5-5 點對點寬頻網路 1. 整體服務數位網路

30 ISDN 的應用 RJ-11 RS-232 RJ-45 RJ-11 RJ-45

31 基本傳輸率介面 – BRI （ Basic Rate Interface) – 又稱基本存取服務或是 2B+D – 提供傳輸線路兩個 64Kbps 的數位傳輸通道 （又稱 B channel ）以及一個 16Kbps 的控制 訊號通道（又稱 D channel ） 2B channel 處理數位化的語音、資料及影像的 傳輸，總共有 128 Kbps 的頻寬。 D channel 則處理認證、起始、結束等控制。 ISDN 的服務型態 (1)

32 傳輸率介面 – PRI （ Primary Rate Interface) – 又稱為主要存取服務或是 23B+D – 一般是作商務用途。 – 它提供傳輸線路 23 個 64Kbps 的 B channel 以及一個 16Kbps 的 D channel 。 ISDN 的服務型態 (2)

33 2. Cable Modem ( 纜線數據機 ) 傳遞資料方式採用次載波調變 (sub-carrier modulation) 方式來進行，就是利用一般有線電視 的頻道作為頻寬切分單位，每個頻道共有 6MHz 的頻寬。 下行： 資訊由網際網路傳輸至用戶端電腦 上行： 用戶在個人電腦輸入資料，下達指令或 傳送郵件 雙向服務： 上行及下行均透過有線電視網路 單向服務： 只有下行訊號能透過有線電視網路 傳送，上行仍需經電話撥接線路

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35 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop) 為 利用數位訊號調變技術，在傳統電話雙絞線上 傳送高頻寬資料的網路技術。 3. ADSL( 非對稱式數位用戶迴路 )

36 Direct PC 為運用人造衛星來傳輸資料，用戶端 以碟型天線接收器來接收資料，但需靠撥接 Modem 上傳資料，因此不是雙向服務的寬頻網 路。上傳與下載是經由兩個不同通道傳送資料， 使資料的傳遞更加快速且不塞車。 優點 : – 提供快捷與有經濟效益的網際網路服務 – 提供一對多同時接收的高速傳送服務 – 網際網路服務擴大 – 比傳統數據機快 10 到 30 倍的速度下載網際網路檔案 4. Direct PC 直播衛星

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38 5. 行動數據網路 GSM – Global System for Mobile communication – 第 2 代行動通訊 GPRS – General Packet Radio Service – 第 2.5 代行動通訊 CDMA – 第 3 代行動通訊

39 WAN 連線技術依用途分類 ( 骨幹 ) 交換網路 – X.25 – Frame Relay – ATM – SONET – T 專線 – ISDN 用戶接取網路 – POTS 撥接 – T 專線 – ISDN – xDSL – Cable Modem

廣域網路設備 路由器 – 提供許多服務，包括區域網路和廣域網路介面連接 埠。 – 路由器與橋接器的功能類似，都是將資料由一個網 路傳遞至另一個網路，但橋接器所連接的網路必須 使用相同的資料連結層協定，路由器則可以使用於 不同資料連結層協定的網路。 – 又稱為網路中介媒介，當路由器接收到傳送進來的 訊息後，依據資訊框中之目的位址以選擇路徑將資 料框送出。故路由器須使用於相同的網路層上。

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42 廣域網路設備 廣域網路交換器 (ATM 交換器 ) – 連接語音、資料、和視訊通訊。 數據機 – 專線用的 CSU/DSU 設備 – 撥接用的數位訊號與類比訊號介面 ( 調 變解調變器 ) – 用於 ISDN 服務的 TA/NT1 設備 TA: Terminal Adaptor NT:

43 閘道器主要作為連接異質性網路，處理 通訊協定的轉換，包括：訊息格式轉換、 位址轉換、以及協定轉換，由於閘道器 具有轉換異質性網路間的不同通訊協定， 因此，在網路應用環境中，閘道器可以 發揮其彈性，以使網路上各個工作站可 以使用閘道器連接網路上的各個主機。 閘道器 (Gateway)

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45 專用租線 Mbps 固接式專線 T1,T3, E1, E3 強勢網路 622 Mbps 非同步傳輸模式 ATM 廣泛使用的技術 2 Mbps 訊框傳遞 Frame Relay 良好錯誤檢測能力 2 MbpsX.25 語音與資料並行 Mbps 整合服務數位網路 ISDN 描述最大頻寬名稱縮寫字 高速光纖科技 Gbps 同步光纖網路 SONET 使用微波或雷射數個 Mbps 衛星通訊 使用有線電視纜線 10 Mbps 纜線數據機 使用電話線的舊愛 56 kbps 撥接數據機 使用電話線的新寵 Mbps ( 理論值 ) 數位用戶線路 xDSLSummary