第六章 廣域網路 課前指引 相對於傳輸速率快且範圍小的區域網路(LAN)而言，廣域網路(Wide Area Network, WAN)的範圍幾乎是延伸到全世界。廣域網路藉由公用電話網路(Public Switch Telephone Network, PSTN)或光纖電纜，將多個區域網路鏈結在一起的網路，它可以跨過一個程式、當地、國家或全球主權管理的公共區域。本章就要來介紹廣域網路的觀念，和幾種常見的廣域網路技術。

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1 第六章 廣域網路 課前指引 相對於傳輸速率快且範圍小的區域網路(LAN)而言，廣域網路(Wide Area Network, WAN)的範圍幾乎是延伸到全世界。廣域網路藉由公用電話網路(Public Switch Telephone Network, PSTN)或光纖電纜，將多個區域網路鏈結在一起的網路，它可以跨過一個程式、當地、國家或全球主權管理的公共區域。本章就要來介紹廣域網路的觀念，和幾種常見的廣域網路技術。

2 章節大綱 6-1 廣域網路 6-6 整體服務數位網路(ISDN) 6-2 電話撥接上網-個人或家庭 6-7 專線-T-Carrier
6-3 ADSL 6-8 非同步傳輸模式(ATM) 6-4 Cable Modem 6-9 綜合比較 6-5 光纖到府

3 廣域網路(Wide Area Network, 簡稱WAN)
6-1 廣域網路 廣域網路(Wide Area Network, 簡稱WAN) 由區域網路(LAN )再延伸出去更大的範圍，比如整個城市甚至整個國家

4 6-1 廣域網路 廣域網路連結不同的都市(全世界)

5 廣域網路（Wide Area Network, WAN）分為：
6-1 廣域網路 網際網路(Internet) 由這些無數的LAN和WAN共同組成的。 廣域網路（Wide Area Network, WAN）分為： (1).公共交換電話網絡（PSTN） (2).租用專線（Leased Line） (3).分封交換數位網路(Frame Relay) (4).整合服務數位網路(ISDN) (5).非對稱數位用戶迴路（ADSL） (6).纜線數據機（Cable Modem）。

6 6-1 廣域網路 網路傳輸方法分成 基頻傳輸 寬頻傳輸 廣域網路因為要傳送遠距離，使用寬頻傳輸。

7 基頻傳輸(Baseband Transmission)
6-1 廣域網路 基頻傳輸(Baseband Transmission) 數位元式傳輸方式，通常是使用方波 常採時間分段多工方式(Time Division Mutliplexing, TDM)方式傳送訊號 寬頻傳輸(Broadband Transmission) 採類比式傳輸法，通常是使用正弦波。 常使用頻率分段多工(Frequency Division Mutliplexing, FDM)的方式

8 6-1 廣域網路 基頻和寬頻傳輸方式

9 6-1 廣域網路 基頻和寬頻傳輸特性的比較 傳輸方式 基頻(BaseBand) 寬頻(BroadBand) 傳輸訊號 數位視訊號(方波)
類比式訊號(正弦波) 傳輸方向性 雙向性傳輸 單向性傳輸 傳輸距離 數公里遠 數十公里遠 多個頻道使用技術 分時技術(TDM, Time Division Multiplexer) 分頻技術(FDM, Frequency Division Multiplexer) 使用網路 區域網路 廣域網路

10 6-1 廣域網路 電腦網路依連接方式 固接式(專線式) 撥接式

11 6-1 廣域網路 固接式 固接式優點 就是一條完全屬於自己之纜線。
網路線的一端連至廣域網路，然後將網路線的另一端連接在電腦中網路卡上，利用這種牽線方式連接電腦。 固接式優點 利用網路專用線路，訊號傳遞速度快，品質較好較穩定。 一旦網路架設完成，電腦便24小時隨時都在網路上。

12 6-1 廣域網路 固接式缺點 撥接式(Dial-up) 需要一些網路設備，因此硬體成本較貴。 必須花費人力及時間來架設網路，較為複雜。
只需要準備一台數據機，便可以利用電話線路來和外界的廣域網路(電腦)連接，撥號後連接至ISP的數據機，再連接至廣域網路，此種方式稱為撥接。

13 6-1 廣域網路 撥接式優點 缺點 所需費用低，不需另外架設網路，安裝容易。 幾乎不需人工維護。 上網麻煩，必須先撥接電話才能連上網路。
傳輸速度慢，有一定的上限。 利用現成電話線路，傳輸品質不一定穩定。

14 6-1 廣域網路 廣域網路的傳輸模式分成 電路交換 分封交換與 細胞交換。

15 公共交換電話網路(Public Switched Telephone Network，簡稱PSTN)
6-1 廣域網路 公共交換電話網路(Public Switched Telephone Network，簡稱PSTN) 傳統公眾電信網路 技術上是以電路(Circuit Switching)方式進行傳輸 以64Kbps速率傳送語音，這段頻寬便完全佔線，直到兩端通完電話為止 以全雙工( full duplex ) 的傳輸方式，也稱為連接導向(connection oriented)。

16 6-1 廣域網路 電路交換圖

17 分封交換(Package Switching)
6-1 廣域網路 分封交換(Package Switching) 資料在傳遞之前，先將要傳送的資料分為數個大小相等的區塊，並將資料加上某些表頭資訊(受信端位址及控制與偵錯資料)組成"封包"，透過不特定的路徑在網路中傳遞，每一封包在傳送過程中，經過各段重複的確認，傳送到受信端後，再將各封包予以拆封，重新組合恢復原來的整個資訊。

18 6-1 廣域網路 分封交換圖

19 6-1 廣域網路 細胞交換(Cell Switching)
例如:非同步傳輸模式 (Asynchronous Transfer Mode，簡稱ATM)

20 6-1 廣域網路 細胞交換，使用固定長度封包圖 例如:非同步傳輸模式 (Asynchronous Transfer Mode，簡稱ATM)

21 6-2 PSTN(公眾電話網路)－個人或家庭 撥接式網路
以數據機(Modem, Modulator and DEModulator或稱調變解調變器)將電腦的0、1等數位資料轉換為類似人類聲頻範圍的類比聲音，再利用一般的室內電話網路連接至另一部電腦的數據機，再以相反的方式將聲音還原成數位資料。

22 6-2 PSTN(公眾電話網路)－個人或家庭 「撥接式網路」透過MODEM撥接上網

23 6-2 PSTN(公眾電話網路)－個人或家庭 免費撥接的網頁

24 6-2 PSTN(公眾電話網路)－個人或家庭 撥接Modem Notebook內建撥接Modem
最快約56Kbps左右，有窄頻(Narrow Band)的稱呼 相對的只要傳輸速率大於56Kbps左右，則為寬頻(Broard Band)上網的稱呼。 Notebook內建撥接Modem

25 6-3 ADSL ADSL 全名為“Asymmetric Digital Subscriber Line”，中文譯為「非對稱數位用戶迴路」
它是一種利用傳統電話線(亦稱為雙絞線)來提供高速網際網路上網服務的調變/解調變技術。

26 6-3 ADSL ADSL頻寬範圍三種傳輸通路 上傳頻道(Upstream) 下傳頻道(Downstream) POTS頻道
25KHz至160KHz，從客戶端到電信交換局，上傳速度：64Kbps ~ 640Kbps； 下傳頻道(Downstream) 240KHz至1.5MHz，從電信交換局到客戶端，下載速度512Kbps ~ 8Mbps； POTS頻道 利用基本的4KHz頻寬，所提供的POTS服務（Plain Old Telephone Service），也就是原語音電信服務。

27 6-3 ADSL ADSL接線圖

28 6-3 ADSL ADSL優缺點 中華電信裝設的ADSL Modem 優點是線路獨享，線路品質穩定；
缺點則是距離電信局機房愈遠，傳輸效率愈差。 中華電信裝設的ADSL Modem

29 6-3 ADSL ADSL以IP的型態分成 固定IP 浮動IP

30 6-3 ADSL 浮動IP(非固定)制適用對象 每次上網使用PPPoE軟體取得IP。 不需固定IP，單機上網者，不需要架網站者。
上網時數不高，但欲享受寬頻高速連線者。 追求高連線品質及高效率的家庭用戶。 每天平均上網1.5小時以下的用戶。

31 6-3 ADSL 固定IP(固定)制適用對象 上網時數長，享受高頻寬者。 需下載大量資料的用戶。 提供固定IP，需要架設網站者。
需架設區域網路，多人同時上網。 公司預算無法負擔專線費用的中小企業。 工作依賴網路的蘇活(SOHO)族。

32 6-3 ADSL Hinet又分固定制和非固定制

33 6-3 ADSL ADSL速率種類 256K/64K、1M/64K、2M/256K、2M/512K、8M/640K、12M/1M等數種。
Hinet上網費 用優惠價

34 6-3 ADSL ADSL Router 兼具有ADSL Modem和Router的功能，可具備有多埠對內連線的RJ-45孔

35 6-4 Cable Modem 有線電視數據機（Cable Modem） Cable Modem的頻道分成
下載頻道：27M~36Mbps 上傳頻道：768K~10Mbps 一般速率約800Kbps~2Mbps（雙向）

36 6-4 Cable Modem Cable Modem 接線圖

37 6-4 Cable Modem Cable Modem

38 6-4 Cable Modem Cable Modem單向傳輸 Cable Modem雙向傳輸
是下載時利用有線電視同軸電纜線，而上載時仍須利用電話數據機撥接，此種方式稱為單向傳輸。 Cable Modem雙向傳輸 則是上下載皆是利用有線電視同軸電纜線，透過數據機上下傳輸資料，此種方式稱為雙向傳輸。

39 6-4 Cable Modem 亞太固網的費率 一般會較便宜

40 6-4 Cable Modem Cable Modem缺點 若單點故障會導致整個網路節點服務中斷連線人數愈多。 由於頻寬共享，品質較差。

41 6-4 Cable Modem ADSL和Cable Modem的比較 項目 ADSL Cable Modem 適用對象
同時有電話和上網需求者 同時有看第四台和上網需求者 接取網路架構 星形、維修容易、個別線路、不影響他人 串接形，維修複雜，障礙會互相影響 傳輸速率 下行最高可達8Mbps 上行最高可達640K (*與傳輸距離有關) 下行：27M~36M、上行：768K~10M (*多人共用頻寬，與同時上線數多寡有關) （*單向Cable Modem：上行採電話撥接） 頻寬 每對ADSL用戶獨享頻寬 共用頻寬架構 硬體架構 距傳輸速率調節能力(Race Adaptive)可隨線路品質調整傳送速度 不具傳輸速率調節能力，當有干擾源出現於網路時，可能導致服務中斷，而無法自動以降速繼續提供服務 維護網管 既有之電信網管功能，效能較佳 廣播式的Tree and Branch網路，網路功能尚未有標準 上網服務品質 佳 出國頻寬仍不足，欠缺保障 數據、視訊、語音服務品質 Hinet國內、外頻寬足夠，有保障 可 網路安全 差

42 光纖到府(Fiber to the home, FTTH)
6-5 光纖到府 光纖到府(Fiber to the home, FTTH) 直接把光纖接到用戶家中 用戶可藉由傳輸頻寬高的優點，提高上網速度 具有不受電磁干擾、不易竊取機密等優點 中華電信稱為「光世代網路」

43 6-5 光纖到府 光纖到府的分類 主要是以光纖從ISP業者拉到用戶端的距離遠近來區分，全都還是需要依賴傳統的金屬電線，包括雙絞線及同軸電纜等，做最後一公里的資訊傳輸

44 6-5 光纖到府 光纖到府的分類 光纖到府(Fiber To The Home, FTTH)
光纖到建築(Fiber To The Building, FTTB) 光纖到路邊(Fiber To The Curb, FTTC) 光纖到交換箱(Fiber To The Cabinet, FTTCab)

45 6-5 光纖到府 台灣現況 中華電信2007年1月4日表示，將已五年600億元建置網路骨幹光纖化，預計2010年達到240萬用戶
根據FTTH協議會資料，香港、南韓與日本為前三大普及國家，台灣則排名第七

46 6-5 光纖到府 FTTB費用，中華電信光世代網路網頁

47 僅需網路卡，惟用戶線超過100M者須另加VDSL
6-5 光纖到府 FTTH和Cable Modem、ADSL的比較 項目 光世代網路 Cable Modem ADSL 線路品質 光纖網路 同軸電纜 雙絞線 上行速率 2M~5M 80K~1M 64K~1M 下行速率 10M~100M 230K~10M 256K~12M 頻寬分配 獨自使用 共用頻寬 安全性 使用VLAN和PPPoE，安全性高 使用同一媒介，安全性低 點對點架構，安全性高 用戶額外設備 僅需網路卡，惟用戶線超過100M者須另加VDSL 除網路卡外還需Cable Modem數據機 除網路卡外還需ADSL數據機 網路擴充性 可彈性擴充頻寬至100M 視客戶數決定傳輸速率，擴充性低 可擴充至12M下行，1M上行，速率擴充有限 網路保護機制 具路由與設備保護機制 無保護機制

48 ISDN (Integrated Services Digital Network，簡稱ISDN)
整體服務數位網路 是利用現有的電話線路來高速傳遞訊息的一種技術，它在現有的線路上可以傳遞數位訊號，達到比數據機較高的傳輸速率

49 6-6 整體服務數位網路（ISDN） Hinet的ISDN費用

50 6-6 整體服務數位網路（ISDN） ISDN定義了兩種不同的通道 ISDN 分為 B(Bearer) 通道可以傳送數位化的語音與資料。
D(Delta) 通道則可以傳遞控制訊號與資料。 ISDN 分為 基礎速率(Basic-Rate ISDN，簡稱 BRI) 主要速率 (Primary-Rate ISDN、PRI)

51 6-6 整體服務數位網路（ISDN） 基礎速率(BRI) 主要速率(PRI)
提供兩個 B Channels 與一個 D Channel，統稱 2B+D。 主要速率(PRI) 美國系統提供23 個 B Channels 與一個 D Channel，統稱 23B+D。 容量達 Mbps，相當於 T1專線之水準。 歐洲系統則提供 30 個 B Channels 與一個 D Channel，統稱 30B+D。 容量達 Mbps，相當於 E1專線之水準。

52 6-6 整體服務數位網路（ISDN） ISDN Modem

53 6-6 整體服務數位網路（ISDN） ISDN用於視訊會議系統(video conference)

54 6-7專線- T-Carrier 專線 較傳統的廣域網路連線方式，用戶端與專線服務業者之間透過中華電信等 ISP所提供之數據線路相連
常見的有T1、T3 貝爾實驗室於1960年代所研發 資料傳送速度分別是1.544Mbps，44.736Mbps，..等。

55 6-7專線- T-Carrier 台灣學術網路 (TANET)，可 看出使用T3, T1當骨幹

56 6-7專線- T-Carrier T-Carrier(傳輸載波) T1光纖Modem
一序列在不同頻道和傳輸率下，使用脈衝碼調變技術傳輸資訊的傳輸系統。 T-Carrier是以分時多工為基礎的，所使用之設備稱為多工器(MUX，Multiplexer) T1光纖Modem

57 北美T-Carrier傳輸通道和速率對照表
載波 傳輸速率 傳輸通道 傳輸媒介 電話 64Kbps 1 雙絞線 T1 1.544 Mbps 24 T2 6.312 Mbps 96 同軸電纜、多模光纖、無線微波 T3 Mbps 672 T4 Mbps 4032

58 6-7專線- T-Carrier E-carrier系統 E1訊號 歐洲訂的規格，稱為E-carrier系統，傳 輸速率較快
E1訊號是在通訊傳輸時所使用的單位，它相當於 Mbps，這是歐洲的規格，可以同時傳送 30 條電話訊號。

59 歐洲E-Carrier傳輸通道和速率對照表
6-7專線- T-Carrier 歐洲E-Carrier傳輸通道和速率對照表 載波 傳輸速率 傳輸通道 傳輸媒介 電話 64Kbps 1 雙絞線 E1 2.048 Mbps 30 雙絞線、同軸電纜 E2 8.448 Mbps 130 E3 Mbps 480 同軸電纜、多模光纖、無線微波 E4 Mbps 672 E5 Mbps 7680

60 6-7專線- T-Carrier Hinet的T1專線費用

61 非同步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode，簡稱ATM）
一種高速交換網路技術，其採用快速分封交換的技術，同時具電路交換及分封交換的雙重優點。 ATM網路 內部最基本的傳輸單位稱為細胞(Cell)，它是具有固定長度 53Bytes的資料封包，以簡化緩衝及交換程序。

62 6-8非同步傳輸模式(ATM) CICSO ATM Router模組 ATM細胞 固定包含53個位元組。
標頭則佔5bytes，主要是儲存地址資料 48bytes為資訊欄部份，是運載真正資料

63 6-8非同步傳輸模式(ATM) ATM Cell 欄位圖

64 6-8非同步傳輸模式(ATM) ATM網路圖

65 6-8非同步傳輸模式(ATM) ATM在網路的應用 可提供高速、低延遲之廣域網路骨幹。
可提供高品質的多媒體傳輸、視訊會議、遠距教學，因為傳輸速度夠快。 可傳送高品質的數位音樂及影片。 可提供虛擬專用網路VPN。

66 6-9 綜合比較 廣域網路的相關技術比較 類別 適用 頻寬/速度 連接 穩定性 維護成本 技術層次 PSTN 個人或家庭 小於56K以下
撥接 中 低 ADSL 個人、家庭或小型公司 64K上傳，1M下傳 固接 高 Cable Modem 2M/使用人數 FTTH 2M上傳，10M下傳 ISDN SOHO族(個人)或公司 128K上下傳 Leased Line 公司或大型企業之各地區分公司之間 1.544Mbps以上，上下傳

67 本章結束 Q&A討論時間