第十四章 廣域網路連結與寬頻網路 14-9 HFC 寬頻網路 14-1 廣域網路連結簡介 DSL 寬頻網路

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1 第十四章 廣域網路連結與寬頻網路 14-9 HFC 寬頻網路 14-1 廣域網路連結簡介 14-10 DSL 寬頻網路
14-11 ADSL 寬頻網路 14-12 DMT 調變技術 14-13 ADSL 訊框格式 14-1 廣域網路連結簡介 14-2 廣域網路之連結型態 14-3 廣域網路之電信網路 14-4 Frame Relay 電信網路 14-5 ATM 電信網路 GbE 電信網路 14-7 PDH 傳輸網路 14-8 SDH/SONET 傳輸網路

2 14-1 廣域網路連結簡介 (一) 廣域網路架構 (Wide Area Network, WAN)
網路存取提供者 (Network Access Provider, NAP) 網路服務提供者 (Network Service Provider, NSP) 連結各地區之區域網路

3 14-1 廣域網路連結簡介 (二) 廣域網路之通訊協定堆疊 第一、二層通訊服務

4 14-1 廣域網路連結簡介 (三) 廣域網路之連結內含 WAN 連結型態 WAN 存取網路 WAN 傳輸網路

5 14-2 廣域網路之連接型態 (一) WAN 點對點專線連接 租用專線 (Leased Line) 承租費用高 電路交換網路

6 14-2 廣域網路之連接型態 (二) WAN 虛擬電路連接 虛擬電路 (Virtual Circuit) 租用 虛擬電路交換機
Permanent Virtual Circuit (PVC) Switched Virtual Circuit (SVC) 虛擬電路交換機 Frame Relay 網路 ATM 網路

7 14-2 廣域網路之連接型態 (三) WAN 撥號連接 電話電路撥接 受限於 PCM 調變速率 網路範圍如同電話系統 費用隨同電話費用一般

8 14-3 廣域網路之電信網路 電路交換網路 虛擬電路交換網路 (Virtual Circuit) 數據交換機、ISDN 交換機與電話交換機。
Frame Relay 電信網路 ATM 電信網路 10 GbE 電信網路

9 14-4 Frame Relay 網路 (一) 訊框中繼電信網路 (Frame Relay) 分封交換系統 永久式虛擬電路 (PVC)
交換式虛擬電路 (SVC) 本地管理介面 (Local Management Interface, LMI) 位址路徑表登錄 DLCI (Data-Link Connection Identifier)

10 14-4 Frame Relay 電信網路 (二) 訊框格式 Flag
Data-Link Connection Identifier, DLCI Forward-Explicit Congestion Notification, FECN Backward-Explicit Congestion Notification, BECN Discard Eligibility, DE User SDU (Service Data Unit) C/R (未定義使用) FCS (Frame Check Sequence)

11 14-5 ATM 電信網路 (一) ATM 之 WAN 網路架構

12 14-5 ATM 電信網路 (二) ATM 網路提供服務 (中華電公司)
承租速率：T1/E1 (1.544/2.048 Mbps)、( Mbps)、STM-1 ( Mbps) 或 STM-4 (622 Mbps) 連線方式：以 PVC 連線為主。 承租服務類別： 固定位元速率 (Constant Bit Rate, CBR) 即時變動位元速率 (Real-Time Variable Bit Rate, nrt-VBR) 非即時變動位元速率 (Non-Real-Time Variable Bit Rate, nrt-VBR) 可用位元速率 (Available Bit Rate, ABR) 未指定位元速率 (Unspecified Bit Rate, UBR)

13 GbE 電信網路 (一) 10 GbE 電信網路架構 (10 Gigabit Ethernet) 工作原理如第九章介紹

14 14-6 10 GbE 電信網路 (二) 10 GbE 電信網路的優點 訊框一致 協定一致 高層通訊協定連結問題 服務品質保證問題
區域網路大多是 Ethernet 網路，網路之間連結訊框不用再分割。 協定一致 符合 CSMA/CD 協定的最大訊框與最小訊框限制。 高層通訊協定連結問題 目前 Ethernet 網路之 CSMA/CD 協定大多可以連結各種不同的高層協定。 服務品質保證問題 只要頻寬夠，便沒有服務品質保證的問題。 路徑選擇問題 在廣域網路上不需另外設備來負責路由選擇的工作。 架設容易 價錢便宜、架設容易是 10 GbE 最大的競爭力。

15 14-7 PDH 傳輸網路 (一) PDH 傳輸線路 (Plesiochronous Digital Hierarchy)
北美： DS-1 (T1) (1.544Mbps)、DS-2 (6.312 Mbps) 歐洲：DS-1E (E1) (2.048 Mbps)、DS-2E (8.488 Mbps) 數位訊號 (Digital Signal, DS) PDH 之數位位階與語音通路數目 數位位階 語音通路數目 北美 歐洲 DS-0 1 0.064（Mbps） DS-1 24 1.544 DS-1E 30 2.048 DS-2 96 6.312 DS-2E 120 8.448 DS-3E 480 34.368 DS-3 672 44.736 DS-3+ 1344 91.053 DS-4E 1920 DS-4 4032 DS-5E 7680

16 14-7 PDH 傳輸網路 (二) PDH 之多工結構

17 14-7 PDH 傳輸網路 (三) 區域網路之間透過 PDH 連接

18 14-8 SDH/SONET 傳輸網路 (一) SDH/SONET 傳輸線路
 同步數位階層 (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) CCITT 標準 同步傳輸模組 (Synchronous Transport Module, STM) 同步光纖網路 (Synchronous Optical Network, SONET) 北美 T1X1 標準 光承載 (Optical Carrier, OC) SDH/SONET 標準速率 同步傳輸訊號 (Synchronous Transport Signal, STS) 階層 STS-N 速率 (Mbps) Payload Overhead DS-3 數目 OC-1 STS-1 51.84 50.112 1.728 1 OC-3/STM-1 STS-3 155.52 5.184 3 OC-12/STM-4 STS-12 622.08 20.736 12 OC-24 STS-24 41.472 24 OC-48/STM-16 STS-48 82.944 48 OC-192/STM-64 STS-192 192

19 14-8 SDH/SONET 傳輸網路 (二) SDH/SONET 多工方式

20 14-8 SDH/SONET 傳輸網路 (三) STM-1 之基本通訊模組

21 14-8 SDH/SONET 傳輸網路 (四) ATM 網路之間透過 SDH 連接

22 14-9 HFC 寬頻網路 (一) HFC 寬頻網路架構 (Hybrid Fiber Coaxial, HFC) 光纖網路：
波長多工調變 (Wavelength Multiplexing Modulation, WDM) CATV 網路： 分散式佇列雙匯流排 (Distributed Queue Dual Bus)

23 14-9 HFC 寬頻網路 (二) CATV 網路 分散式佇列雙匯流排 (Distributed Queue Dual Bus)

24 14-10 DSL 寬頻網路 (一) DSL 寬頻網路 (Digital Subscriber Line, DSL) 網路架構圖

25 14-10 DSL 寬頻網路 (二) DSL 之頻寬分配

26 14-10 DSL 寬頻網路 (三) xDSL 家族系列 名稱 傳輸速率 傳輸模式 備註 HDSL 1.544 Mbps
對稱式 使用兩對線。 SDSL 使用一對線。 ADSL 上行 16 至 640 Kbps 下行 1.5 至 8 Mbps 非對稱式 使用一對線，最大距離為 5 公里，下行速率一般都使用 6 Mbps。 RADSL 使用一對線，速率可依環境因素改變。 CDSL 上行可達 128 Kbps 下行可達 1 Mbps 使用一對線，用戶端不用分歧器。 ISDL 128 Kbps 使用一對線，ISDN 的基本速率介面（BRI），語音和數據可同時使用。 VDSL 上行 1.5 至 6 Mbps 下行 13 至 52 Mbps 電話線路為 500 公尺，如配合光纖構成迴路可達 10 公里以上。

27 14-11 ADSL 調變技術 (一) ADSL 頻寬分配
頻率分割多工 (Frequency Division Multiplexing, FDM) 上行頻寬： 25 KHz ~ 200 KHz 下行頻寬：200 KHz ~ 1.1 MHz 回聲消除 (Echo Cancelling, EC)

28 14-11 ADSL 調變技術 (二) QAM/CAP 調變技術
四象限相位偏移鍵 (Quadrature Phase-Shift Keying) 16-QPSK 調變

29 14-11 ADSL 調變技術 (三) 四象限振幅調變 (Quadrature Amplitude Modulation, QAM)

30 14-11 ADSL 調變技術 (四) 無載波之振幅與相位調變 (Carrier-less Amplitude and Phase Modulation, CAP)

31 14-12 DMT 調變技術 (一) 離散多聲道調變技術 (Discrete Multitone Modulation, DMT)
頻道分配 ( 0 ~ 1.1 MHz) 256 個子通道 每一子通道 KHz #1 ~ #6 為原語音通道 #7 ~ #39 (32) 為上行通道 #8 ~ #256 (218) 為下行通道 256 QAM 調變技術 8 bits/Hz 32 Kbit/channel

32 14-12 DMT 調變技術 (二) 傳輸速率計算方式 傳輸速率 = 子通道數目 * 子通道頻寬 * 每個訊號傳輸率
上行速率 = 32 * 4 KHz * 8 bit/Hz = Mbps 下行速率 = 218 * 4 KHz * 8 bits/Hz = Mbps 下行速率 = 250 * 4 KHz * 8 bits/Hz = 8 Mbps (EC)

33 14-12 DMT 調變技術 (三) RADSL (Rate-Adaptive DSL) 調變技術
依照個通道訊號情形使用不同的調變技術 (128 QAM、256 QAM 或 512 QAM) 或停止某一通道的傳輸。

34 14-13 ADSL 訊框格式 超級訊框 (Superframe)：每 17 ms。 快速資料緩衝器 (Fast Data Buffer)
插頁資料緩衝器 (Interleaved Data Buffer)