小区宽带ADSL组网.docx
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小区宽带ADSL组网
东华理工大学长江学院
毕业设计
题目小区宽带ADSL接入网组网设计
学生姓名：
张伟
学号：
09323119
专业：
信息工程
系别：
信息工程
指导教师：
谌洪茂职称：
讲师
二0一三年六月五日
YangtzeRiverInstituteofEastChinaInstituteofTechnology
GraduationDesign
EnglishTitleResidentialbroadbandADSLaccessnetworknetworkdesign
StudentName:
__ZhangWei_________________
StudentID:
___09323119__________________
Professional:
___InformationEngineering______
Department:
___InformationEngineering________
Instructor:
__ChenHongMao___Titles:
_Lecturer_
二0一三年六月五日
摘要
如今人们对于网络的需求不仅局限于上网，对于现在社会所关注的教育和医疗等，也已然进入到人们的生活中，人们对于带宽的需要也日益提高，与此同时，技术的革新也给宽带的接入带来了优势，尤其是ADSL接入技术的逐渐完善，为带宽的接入打开了顺利通道。
ADSL以前运用ATM手段，资金投入大，而此时的DSLAM使用IP的内部核心，能在IP的支持下与因特网连接，继而成本降低。
正成为主流的宽带接入手段ADSL在Internet的极速进展中，于人们心中的地位也随之提高。
我们也知道现在的商品房，小区类的住宅正在快速地拔地而起，小区居民必然有因特网接入的需求，这是一种趋势。
然而现在所谓的光纤由于要考虑种种因素的制约没有普及到各个小区，对于此情行，极佳的应付方法无疑是使用接入手段。
但是由于接入业务的不同，接入方法也各有不同，怎样使得接入更为简便，成本耗费更为低，接入速度又快，正确的选择相应的接入组网技术已成为当务之急。
而前面所述的一种新兴技术ADSL便成为了宠儿。
本论文以实现建苑小区住宅用户的入网需求为出发点，即满足网上冲浪、图片传输、下载影音等，即每个宽带用户至少分配2Mbits/s带宽，也有4Mbits/s带宽的上网速度，在了解建苑小区各栋楼层，各个单元的分布后，在AutoCAD下通过对建苑小区布线的设计，对小区网络拓扑结构的分析，对宽带接入网的设备配置的选择，实现网络进入建苑小区的所有用户，满足他们的上网需求。
关键词：
ADSL接入；组网；小区宽带；设计
ABSTRACT
NowpeopledemandforthenetworkisnotlimitedtotheInternet,fornowsocialconcernsuchaseducationandhealth,butalsoalreadyenteredintopeople'slives,people'sneedforbandwidthisalsoincreasing,atthesametime,technologicalinnovationbutalsotobroadbandaccessbringsadvantages,especiallythegradualimprovementofADSLaccesstechnologyforbandwidthaccessopensthesmoothpassage.ADSLATMbeforeusingmeansofcapitalinvestment,atwhichpointtheinnercoreusingIPDSLAMcansupportoverIPandInternetconnection,andthenlowerthecost.IsbecomingamainstreammeansofADSLbroadbandaccessspeedprogressintheInternet,inpeople'smindsofthestatusincreases.Wealsoknowthatrealestate,residentialclasshousingisrapidlygoingup,arearesidentsmusthaveInternetaccessneeds,thisisatrend.Now,however,theso-calledfiberduetovariousfactorstobeconsideredisnotspreadtoeachcell,thelineforthissituation,isundoubtedlyexcellentwaystodealwithaccessmeans.However,duetodifferentaccessservices,accessmethodsarealsodifferent,howtomakeaccesseasier,morecostlowcost,fastaccessspeeds,therighttoselecttheappropriateaccessnetworktechnologyhasbecomeimperative.ThepreviouslydescribedanemergingtechnologyhasbecomethedarlingofADSL.Inthisthesis,inordertoachieveconstructionDistrictCourtresidentialcustomersnetworkneedsasthestartingpoint,thatmeetwebsurfing,picturetransmission,downloadingaudioandvideo,etc.,thateachbroadbandusersallocateatleast2Mbits/sbandwidth,butalso4Mbits/sbandwidthspeedinternetaccess,intheunderstandingofconstructionofthedistrictCourtbuildingfloor,eachunitdistributionafterAutoCADbuiltthroughthedistrictCourtforthedesignofthewiringofthedistrictnetworktopologyanalysis,thebroadbandaccessnetworkdeviceconfigurationoptions,networkbuiltintotheCourtdistrictallusersoftheInternettomeettheirneeds.
Keywords:
ADSLaccess;networking;communitybroadband;design
目录
绪论1
2.接入网概述与ADSL接入网设计需求2
2.1宽带接入网概述2
2.1.1接入网的定义及特点2
2.1.2接入网的接口3
2.1.3接入网的主要结构及作用4
2.1.4接入技术发展的趋势5
2.2ADSL接入网设计需求6
2.2.1ADSL基本特点和工作原理6
2.2.2ADSL接入互联网的基本标准7
3.建苑小区ADSL接入网需求分析9
3.1建苑小区概况与接入网需求9
3.2建苑小区初步结构设计9
4.建苑小区ADSL宽带接入网设计11
4.1建苑小区ADSL宽带接入网原则11
4.2网络拓扑结构的选择11
4.3基于AutoCAD下的建苑小区布线方案设计12
4.3.1建苑小区宽带布线平面图设计14
5.建苑小区ADSL宽带接入网络安全的设计18
5.1网络威胁与防范措施18
5.2服务器威胁与防范措施19
5.3网络安全接入与认证19
5.3.1802.1x协议及工作机制19
5.3.2基于802.1x+RADIUS的应用设计19
6.建苑小区ADSL宽带接入网的设备配置21
6.1小区接入网的设备配置21
6.2宽带接入用户的需求与简单实现系统21
6.3改进方案建议（VDSL）22
结论23
致谢24
参考文献25
绪论
宽带的概念框得不是很死，通常把拨号上网的速度的最大值56Kbps作为限度，把56Kbps和往下的接入叫做“窄带”，网上的接入形式就并为“宽带”。
宽带，从常规方向来解释，其可以适应人们在上网时所具备的带宽，所以还是一个变化、进展的概念。
如今的宽带对一般家里的使用者来说就是速度的传输不小于1M的，能适应视频、图片、文字等大量信息传递的需求。
而现在常说的住宅区宽带通常为光纤至小区，即LAN宽带。
所有的小区一起使用这条光纤，在很少人的情况下，速度超快，在线看电影很顺畅。
原则上能达到100M，可一旦处于夜里多人使用时，速度自然相应地降低。
现在一些较发达地区的大中城市现在通常光纤接入，也就是FTTX+LAN方法，使得全部的楼或者小区都能使用带宽，一般指10Mb/s。
现在在大陆有许多的商家推出这样的接入方法，如移动、联通和电信以及其他一些网络运营商等。
随着科技的进步，现如今是个多元的信息化时代，人们对于网络的需求越来越高，自然而然现在全国各地有很多小区居民有internet接入的需求，但是要满足小区居民高速率的“冲浪”即在小区中铺设光纤是比较困难，不可能所有小区都普及投入使用，一方面价格比较昂贵，另一方面对于施工也是有相当大的难度。
如何采用一种新兴的接入方式，既能满足居民的需求，又能被其所接受无疑成了一个讨论的话题。
而现在的ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine），也就是常说的不对称数字用户线技术，成为了一种新兴的宽带接入技术，出现此类情况，它恰能为我们提出正确的处理方法。
在下面会说明小区宽带接入的基本技术条件、数种宽带接入的技术与小区组网的准则、接入层网络构造实现宽带接入法的设计，小区网络的管理、地址的划分、网络工程拓扑图三方面做个解释，而且我也希望今后的小区组网水平更上一层楼。
此外，文中也会涉及一些有关接入网的基本概念，基本结构以及功能，对于ADSL和其他接入方式的比较也会加以分析。
小区ADSL宽带接入可靠性的设计和它的性质、功能方面同样会阐述到。
2.接入网概述与ADSL接入网设计需求
2.1宽带接入网概述
科学家贝尔制出电话至今，以通讯为根本的电话业务长于120年，并且处于翘楚的地位。
可到了九十年代以后，世界上一些先进国家的通信情况发生了重大变化，固定电话市场走向萎缩。
近几年，一种传统的电信概念和体系正被以因特网为代表的新技术革命所逐渐取代。
宽带业务已然取代语音业务，在Internet的市场需求下，它的发展在短时间内是很快的。
现在，一些国外骨干网上的数据高至7～10个月翻一番的地步，而且迄今为止一直没有衰减的趋势。
传统电话网固然将不可避免地要从数据业务向后代电信网转变，宽带和IP的转化是后代电信网的一般特点。
常说的“宽带”在通信业中是宽度不低于4KHZ的频带。
“宽带接入”是人们耳熟能详的一个词汇，可了解这一词汇真正含义的人并不多。
一般会比较容易地将它解释成带宽变大，加快上网的速度。
这样的解释不能否认，但却是不怎么全面的一个理解。
因为，宽带接入宗旨却不只是在加快我们网上冲浪的速度，还要让因特网可以较成功地适应当今社会发展的需求，真正能为人们提供更多、更好、更优的服务（比如可视化的音频及视频，远程的会议谈话，远距离地网上医疗诊断，网上一对一授课等等）。
其次，对于宽带接入这一工程除了在我们已有的网络根本上采用一种新技术方法来增大带宽外，而且见证着中国通讯领域的一次重大突破。
2.1.1接入网的定义及特点
把骨干网络至用户末端两者间的一切配置称为接入网。
它的长通常情况下大约从数百米到数公里，因此被比较直观地称作为"一公里的尾巴"。
因为这种骨干网通常使用光纤的结构，传输速度之快。
所以，它就成为所有系统网络的一个很大的阻碍。
它接入的形式主要有以下几种：
光纤式接入、铜线式接入、光纤同轴电缆式复合接入、以太网接入等多种形式。
国际电信联盟在20世纪中期采纳了对接入网构架方面的新解释，解释是接入网由业务网（SNI）和用户网（UNI）间的一些输送的实体组成。
理论上对于接入网能完成的UNI和SNI的类与量是开放的。
它对信令不做任何态度。
由于在92年它的定义在国外被第一次提及，两年之后“接入网”被ITU真正地接受，落实了它在所有用户网心目中的地位以及输送、转换、接入这三种网在通信网中的组成形式。
为了能让用户对接入网的概念更加正式化，国际电联规范部门依据最近多年来通讯网迅速发展变化的趋向，在它的G.963中倡议接入网（AN）作为当地交换机（LE）和客户端装备（CPE）间的操作系统，它能一点点地取代以往的客户本地线路网，有二用、互连和输送的作用。
如图2-1-1所示：
业务网
接入网
用¦SNI
户
Q3Q3
电信管理网
UNI
图2-1-1接入网定义模型
由以上我们知道，接入网为用户网提供了更丰富的含义，正式了崭新的界限，接入网和以前的用户网相比，通常有以下几个特点：
（1）可以提供模拟传输到数字传输；
（2）电、光信号两者都可以进行传送；
（3）提供语音与低速的数据服务，同时也可以开展高速的宽带综合服务；
（4）同时具备传送、多用、交叉互连的功能。
2.1.2接入网的接口
接入网被3类接口限定，处于用户旁由用户网的实际接口（UNI）和用户设备互连；处于网络旁由业务节点接口（SNI）和业务节点（SN）互相；由Q3接口和电信管理网（TMN）互连。
如下图2-1-2是三种接口间机线设备的框架。
接入网首要功能是实现互连、二用和传送，通常是没有交换作用的。
它对客户的信令不是隐蔽的，没有操作，能当成一个和使用、业务不搭界的传送网。
业务节点SN是提供业务的实体，是接入每种转换或者长时接上类型的网元，像当地转换机、ATM转换机等等。
图2-1-2接口间机线设备
接入网可和数个SN互连，不但能接入支持不同业务的一个SN，而且能接入支持同样业务的数个SN。
UNI和SN的关联非动态，也就是非交换类型，它由互相调配的作用来实现的。
可见接入网可以简单的是一条双绞线用户，复杂的也可能是一个系统。
2.1.3接入网的主要结构及作用
接入网的主要作用总的来说由用户端接口作用（UPF）、中心作用（CF）、输送作用（TF）、业务的接口作用（SPF）、接入网的实际操作系统作用（AN2SMF）五种构成。
接入网作用系统如图2-1-3所示：
Q3
AN系统管理功能（AN-SMF）
中心作用（CF）
中心作用（CF）
输送作用
（TF）
业务端口作用（SPF）
用户端接口作用（UPF）
UNISNI
图2-1-3接入网作用系统图
（1）用户端接口作用：
指把客户网络接口UNI的需求作为中心部分的作用，也就是在接入的业务上包含了通话、数字、影音、图片和多媒体等等窄带以及宽带业务，同时把以上业务进行终极对接、数据和虚拟互换、信令的转换、激活和去激活、接口的试验、保护和管理的调制；
（2）业务的端口作用：
指适用于SNI中常见的承载信道，在整个过程中的接入网选择会自动栓选信息。
SNI的功能，主要包括终止，将承载要求，时间的管理和操作需求投射到内核的作用，如果有必要，则会把特别的SNI的协议进行投射、业务节点接口试验、保护和限制端口；
（3）中心作用：
把每个业务接口与用户接口的承载需求共同配对成共有的输送承载物。
这项作用完成依据被需求的条议适配以及通过接入网的输送复用来完成条议承载的解决。
具有载道的集线、信令以及分组数据的二用，电路的模拟仿真与管理作用于ATM的传输上。
其中心作用分布在所有接入网之中；
（4）输送作用：
为共有承载的输送给了一条通路并且为一切传输媒介提供媒介适配以及完实现复用。
依据重组原则和配置的交叉相连原则等；
（5）实际管理系统作用：
把接入网中的用户端接口作用、业务的端口作用、中心作用、输送作用的各项标准、管理操作实行协调。
同时，也会进行相应的配置和控制、支配协调、鼓掌的维修和提示、用信息和性能数据进行采集、在安全情况下进行控制、按时精度化管理等。
因为它有上面所述的各种作用，所以可全部或者个别来替换以往的用户本地线路网络，它的传输媒介有着多样化的特点。
可以随意地支配各种接入的类型和业务所需。
它在电路构造方面有N×36kbit/s、（1/N）×36kbit/s的互换组、帧中继等主要情况；而在通道上有3种，有建立在36kbit/s、帧中继、ATM上。
其在输送上包括了同轴体系、双绞线体系、光纤体系以及无线体系等多种用户的接入方式。
2.1.4接入技术发展的趋势
因为一些历史缘故，国内仍旧有自个运作的电信、计算机和有线电视三大网。
为了能够使有限的网络资源被最大程度地广泛使用，避免大量的浪费，禁止垄断与部门分化,信息网的进展把三网结合推向了高潮。
图2-1-4是三网结合结构图：
电信网
技术结合
电信综合网
业务结合
行业结合
统网
市场结合
数据综合网
计算机网
数据综合网
有线网
制造商结合
行业结合
终端结合网
络
结
合
图2-1-4三网结合结构图
三网结合其实际意义是在技术上的相吻合、网络层的相互联通、业务层之间的相互结合与交叉以及应用层一起运用的一种方案。
这种技术的基础具有以下几点:
（1）数字技术：
语音、数字和视频业务都能转换二进制“1”和“0”，信号在网络里的传输，没有区别；
（2）光通信技术：
为多种业务的数据传递保障了优带宽、优质量和价优的信息通道；
（3）软件技术：
通过软件的变更大致可以支持三大网络各种用户的多种业务；
（4）TCP/IP协议即传输限制协议/因特网互联协议，可使各种业务在不同的网络上实现互通。
2.2ADSL接入网设计需求
ADSL，AsymmetricalDigitalSubscriberLine的缩写，就是常说的不对称式数字用户线路，对于这种方式是不用把电话信号的传输线路进行改变，它只要求用户端能有一个Modem。
也就是ADSLModem，它接到使用者的PC上，剩下端则与电信部门的ADSL互连，而使用者与它互连的还是一般的电话线。
按照常情来说，对于ADSL这种方式的输送速率是ISDN方式的50倍左右，此外原来的线路它也不用改变，把普通的电话线作为它的传送载体是ADSL常用的。
虽然我们以往的Modem使用家用电话线来输送的，然而仅采用0~4kHz的非高频段，但是家用电话线原则上有类似于3MHz的带宽，由于ADSL用了25kHz之后的非低频，所以保障了这样的高速率。
在使用ADSL方式后，原则上说，它在双绞铜线上实行的上行速度为640k~2Mbps，而下行速度是1M~9Mbps，而输送的长度有效值是3~5km。
但我们在实际地应用中，ADSL也能依据双绞铜线质量好坏和输送长度非静态地调整用户浏览的快慢。
我们用户能够拥有的下行实际速度其实是取决于它使用的猫的型号不同、用户的端口至通信中心部门的距离长短不同和阻扰等数种原因，大概从10k~640kbps左右。
输送速度的提高给用户带来的直接利益就是节省了他们大量的时间和金钱。
当然人无完人，ADSL也是有缺陷的。
首先是现有ADSL调制解调器价格不菲，其次合理收费制度的建立是ADSL现临的最重大挑战。
还有ADSL面对档次不同的线路，它当然有很大的不同。
像基于档次较低的线路上，下行速度也许仅达lMbps。
此方法的传送媒介都使用一般电话线，对于那些宽带需求较分散的小区，这种地方相对来说是比较适用的。
ADSL所具备的优点是选择专线的连接方法。
纯粹从技术的角度看，可以把它看成是一个高性能的调制解调器，这种调制解调器与网络总是一种处于连接的状态，省去了每次拨号上网的繁琐。
2.2.1ADSL基本特点和工作原理
数字用户线路，DSL是用铜线当作传送媒介的传送技术结合，总的突显在2个地方，即信号输送的速率和长度不一样、上下行速度对称性的不一样。
采用的传输介质为二芯电话线或电缆、光纤，它在传输方面有以下几个特点：
1、一电话线能在接进的时候，可拨出而且能实现信息的传送，实现上网打电话两不误；
2、尽管用的仍然是之前的电话线，但ADSL传送的信息不是经电话转换机的，因此ADSL上网无需支付另外的费用，节省了不少；
3、ADSL的信息传送速度随路线的变化而变化；
4、选择自己使用宽带，有保障地选择点到点的拓扑构造，使用者能自己使用高带宽，数据传输更人性化。
不对称数字用户线路，在线路上会出现3种不一样的信息通道：
一种速度是2Mbps~8Mbps的非低速下行通道，使用者可以自行下载；另一种速度是15Kbps~1Mbps的中速双工的通道；第三种是普通的老式电话server通道,此外此三种通道能一起运行。
ADSL所使用的是非低级数字处理方法与新颖的算法打包数据，让很多信息能于网上快速地传输。
我们都知道，如果想要在很长的铜制双绞线上来输送数据的话，那么这对信号的减弱是非常严重的，而ADSL在这样极差的环境之中完成了大的非静态区域、分离的通道以及保持低噪声的干扰，难度显而易见。
能达到基于电话线路上阻断实用带宽并出现多路信道的目的，ADSL“猫”通常使用2种方式来实现：
频分多路复用（FDM）或者回波消除（EC）手段。
数据的上行通道和下行通道被宽带中的FDM各自配一频段。
下行通道在经过时分多路复用技术，而且可再分成数个高、低速信道。
同样，上行通道也如此。
而回波滤除技术把上行频带和下行频带相互叠加，经过现有传来的回波虑除来区分两个频带。
这种方法来自V.32和V.34的调制解调器，它很好地采用了一定量的带宽，但从它的多重性和资金方面来看，代价很大。
此外，无论使用哪一种技术，4KHz频带都会被ADSL所隔离出，投入在POTS上，就是旧的电话server。
当前的ADSL调制解调器大都采用三种线路编码手段，依次是抑制型载波相位与幅度、分散型多音复用、分散型小波多音复用。
其中CAP是正交幅度调制，数据被调制到一个载波上是基于CAP上的，而如果被调制到数个载波上则是基于DMT上的，各个载波上的数据被QAM所调制。
DMT中使用的是高数中的FFT做为数字信号的处理。
而在DWMT中，则用最近比较流行的小波变换算法代替FFT。
单个ADSL调制解调设备把双工通道里的和保护信道里的数据流构成数据块（block），而且在每一个bloc
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