2016计算机网络基础教程：广域网连接技术.docVIP

第九章 广域网 随着政府机构、大型企业日益网络化，局域网互联已经成为必不可少的技术。多个局域网跨地区、跨城市、甚至跨国家地互联在一起，就组成了一个覆盖很大区域的广域网WAN（Wide Area Networks）。 广域网是一个由多个局域网远距离连接在一起的大型网络。 9.1 广域网连接技术 9.1.1 公共服务网络 大多数广域网互联采用租用公共数据网络的方案。公共数据网络是指电话公司建设的服务网络。如ChinaDDN网, ChinaFrame网等。电话公司建设这些网络后，通过出租线路服务，为我们提供网络远程互联的方法（如图9.1所示）。 图 9.1 公共网 这样，我们不需要铺设局域网之间的连接线路。通过与连接服务商签订线路租用合同，就得到了远程连接的线路。我们需要做的工作仅仅是配置好与公共网络连接的路由器，互联的工作就完成了。 公共网络与局域网的连接线路称为本地线路（国外称为最后几英里last miles），签订线路租用合同后，由电话公司负责铺设。 电话网络已经有一个多世纪的历史了，是世界上覆盖最为广泛的通讯网络。使用电话网络的优点是不用电话公司铺设本地线路，因为电话网的本地线路本身就已经铺设到局域网附近了。电话网络的传输速度（56Kpbs）是很多局域网互联放弃这个方案的重要原因。 ISDN网是利用原电话网的本地线路为用户服务的数字通讯网络，因此它与电话网一样具有不用专门铺设本地线路的优点。ISDN网提供的传输速度可以达到128Kbps，需要改造本地线路的宽带ISDN可以提供更高的传输速度（1.544Mbps）。 电话网和ISDN网的共同缺点是在局域网需要长时间在线连接的情况租用价格非常高。这对局域网互联的运行成本构成了压力。 我国在90年代中期由政府组织投资建设的ChinaPAC网、ChinaDDN网和ChinaFrame网为局域网互联提供了更为可行的解决方案。ChinaDDN网和ChinaFrame网能够提供更高的带宽和更便宜的运行成本，是银行、大型企业首选的公共服务网络。 9.1.2 调制解调器 调制解调器用于把数字信号调制成模拟信号发送，或将接收的模拟信号解调回数字信号。 图 9.2 调制解调器的功能 调制解调器在下列两种情况下需要使用： 在有限频宽的电缆中传输数字信号 频分多路复用 最典型的有限频宽的电缆是电话线电缆。电话线电缆的频带宽度是2MHz左右，而目前的数字信号的频宽从8MHz到80MHz，均大于电话线电缆能够传输的频率。因此，直接将数字信号放到电话线电缆上是无法传输的。 为了在电话线电缆上传输数字信号，就需要使用调制解调器把电压表示的0、1数字信号，转换为用其它方式表示0、1的模拟信号。调制解调器可以用正弦波的频率、幅值和相位三种不同的方法来表现0、1信号。 调制解调器用正弦波的频率表示0、1信号时，发送端的调制解调器可以用一个频率（如1.5KHz）表示0，用另外一个频率（如2.5KHz）表示1。接收端的调制解调器根据信号的频率就能识别目前接收的是0还是1。而1.5KHz的正弦波信号和2.5KHz的都落在电话线电缆的频率响应范围内，数字信号就可以利用这种调频的正弦波就可以使用电话线电缆进行传输了。 图 9.3 信号调频 上述这样利用正弦波的频率变化来表示数字信号，而幅值不变的方法，称为调频。 利用正弦波信号的幅值也可以表现0、1数字信号，如图9.4所示。与调频不同，调幅时的调制解调器不改变正弦波信号的频率，而是改变自己的幅值，用较高和较低的幅值来表现0、1数字信号。 图 9.4 信号调幅 调相也是一种常用的信号调制方法。正弦波信号的相位同样也可以表现0、1数字信号。从图9.5可见，当正弦波信号自采样点开始首先由零向正方向变化称为正相位，表示数字0；那么正弦波信号自采样点开始首先由零向负方向变化则称为负相位，就可以区别表示数字0而表示为1。 图 9.5 信号调相 从图9.5可以有趣地发现，连续的1或连续的0在采样点的相位是保持不变的。因此有的教科书上解释调相调制解调器是用相位的突然改变来表示0到1的变化或1到0的变化。 使用正弦波，利用其频率、幅值和相位的变化来表示数字0、1信号，我们称这样用途的正弦波信号为载波信号。 只要载波信号的频率落在电话电缆的频带内，我们就可以利用载波信号来传输数字信号。 通讯术语中，二进制数字信号转换成模拟正弦波信号的过程称为调制，在接收端将模拟正弦波信号还原成二进制数字信号则称为解调。调制解调器是由调制和解调两个词复合而成的。 在电视电缆中传输数字信号也使用调制解调器，如现在流行的Cable Modem技术。我们已经知道，目前的数字信号的频宽都在几十MHz左右，而电视电缆的频宽都在550MHz以上，为什么还