06接入网技术课程简介

第一篇：06接入网技术课程简介

接入网技术/Access Network Technology

课程编号: X4050181

学时/学分: 48/3.0

课程主要内容:

《接入网技术》是网络工程专业的一门专业选修课。接入网作为一个独立的运营网络是众运营商的必争之地。市场和需求促进了技术的发展，IP接入网标准2000年才发布，基于IP接入的各种新接入技术规范纷纷出台。激烈的竞争和潜在的市场，也引发了接入网技术专业人才的需求和竞争。本课程的教学力求反映接入网技术的最新动态。课程主要讲授接入网两大总体标准框架，即电信接入网标准G.902和IP接入网标准Y.1231；以IP接入为中心，全面介绍各种宽带接入技术的基本概念、结构、特点、技术原理、技术标准及典型应用；讲授用户接入网管理体系及相关控制和管理协议。本课程的教学旨在使学生全面了解各种接入技术的概念、基本原理，能根据实际接入环境和接入需求，对接入网进行规划，培养学生对接入网的实际应用能力。

参考教材:

1．《用户接入网技术与工程》，王廷尧等/编，人民邮电出版社，2006

2．《宽带技术》，秦发利主编，人民邮电出版社，2006

3．《通信原理》，樊昌信，清华大学出版社，2005

4．《计算机通信与网络教程》，林生主编，清华大学出版社，2006

第二篇：各种接入网技术论文

宽带接入网论文

姓名：

班级：通信0801

学号： 07

各种接入网技术

摘 要：随着社会经济的发展，人们对各种新业务特别是宽带综合业务的需求日益增加，一系列接入网新技术应运而生，其中包括应用较广泛的以现有双绞线为基础的铜缆新技术、混合光纤/同轴(HFC)、网技术和混合光纤/无线接入技术、无线本地环路技术(WLL/DWLL)及以太网到户技术[ETTH(光纤到路边、光纤到大楼、光纤到Anywhere的统称)+ETTH]。关键字：ADSL 光纤 无线 以太网接入

通信技术迅猛发展，电信业务向综合化、数字化、智能化、宽带化和个人化方向发展，人们对电信业务多样化的需求也不断提高，同时由于主干网上SDH、ATM、无源光网络(PON)及DWDM技术的日益成熟和使用，为实现话音、数据、图象“三线合一，一线入户”奠定了基础。如何充分利用现有的网络资源增加业务类型，提高服务质量，已成为电信专家和运营商日益关注研究的课题，“最后一公里”解决方案是大家最关心的焦点。因此，接入网成为网络应用和建设的热点。所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为“最后一公里”。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。接入网的接入方式包括铜线（普通电话线）接入、光纤接入、光纤同轴电缆（有线电视电缆）混合接入、无线接入和以太网接入等几种方式。双绞线为基础的铜缆新技术。当前，用户接入网技术主要是由多个双绞线构成的铜缆组成。耗资较大，怎样发挥其效益，并尽可能满足多项新业务的需求，是用户接入网发展的主要课题，也是电信运营商应付竞争、降低成本、增加收入的主要手段。发展新技术，充分利用双绞线，是电信界始终关注的热点。所谓铜线接入技术，是指在非加感的用户线上，采用先进的数字处理技术来提高双绞线的传输容量，向用户提供各种业务的技术，主要有数字线对增益(DPG)、高比特率数字用户线(HDSL)、不对称数字用户线(ADSL)、甚高数据速率用户线(VDSL)等技术。

混合光纤/同轴(HFC)网。混合光纤/同轴网是一种基于频分复用技术的宽带接入技术，它的主干网使用光纤，采用频分复用方式传输多种信息，分配网则采用树状拓扑和同轴电缆系统，用于传输和分配用户信息。HFC是将光纤逐渐推向用户的一种新的经济的演进策略，可实现多媒体通信和交互式视象业务。目前，包括ITU-T在内的很多国际组织和论坛正在对下一代的结合和ATM的数字HFC系统进行标准化，这必将会进一步推动其发展。一种光纤到楼、光纤到路边、以太网到用户的接入方式。它为用户提供了可靠性很高的宽带保证，真正实现了千兆到小区、百兆到到楼单元和十兆到家庭，并随着宽带需求的进一步增长，可平滑升级实现了百兆到家庭而不用重新布线。完全实现多媒体通信和交互式视象业务等业务。如海军莲宝二里生活小区宽带接入系统采用此技术。

无线用户环路接入网。无线用户环路又可称为“无线用户接入”，它是采用微波、卫星、无线蜂窝等无线传输技术，实现在用户线盲点偏远地区和海岛的多个分散的用户或用户群的业务接入的用户接入系统。它具有建设速度快、设备安装快速灵活、使用方便等特点。在使用无线的情况下，用户接入的成本对传输距离、用户密度均不敏感。因此对于接入距离较长，用户密度不高的地区非常适用。

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）是一种通过现有普通电 话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。ADSL即非对称数字信号传送，它能够在现有的铜双绞线，即普通电话线上提供高达8Mbit/s的高速下行速率，{由于ADSL对距离和线路情况十分敏感，随着距离的增加和线路的恶化，速率会受到影响}远高于ISDL速率；而上行速率有1Mbit/s，传输距离达三到五千米。ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的铜缆网络（电话线网络），在线路两端加装ADSL 设备即可为用户提供高宽带服务。ADSL的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线上，在一条普通电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL传输而又互不影响。用户通过ADSL接入宽带多媒体信息网与因特网，同时可以收看影视节目，举行一个视频会议，还可以很高的速率下载数据文件，这还不是全部，你还可以在这同一条电话线上使用电话而又不影响以上所说的其它活动.安装ADSL也极其方便快捷。在现有的电话线上安装ADSL，除了在用户端安装 ADSL通讯终端外，不用对现有线路作任何改动。使用ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）技术，通过一条电话线，以比普通MODEM快一百倍浏览因特网，通过网络学习、娱乐、购物，享受到先进的数据服务如视频会议、视频点播、网上音乐、网上电视、网上MTV的乐趣，已经成为现实。

光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。复用技术用得最多的有时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)等。根据光纤深入用户的程度，可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTB、FTTH等。光纤通信不同于有线电通信，后者是利用金属媒体传输信号，光纤通信则是利用透明的光纤传输光波。虽然光和电都是电磁波，但频率范围相差很大。光纤接入网是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive Optical Network)。有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON；无源光网络可分为窄带PON和宽带PON。由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC（光纤到路边）、FTTZ（光纤到小区）、FTTB（光纤到大楼）、FTTO（光纤到办公室）和FTTH（光纤到户），它们统称为FTTX。不是具体的接入技术，而是光纤在接入网中的推进程度或使用策略。接入环路的三种系统结构分别为FTTN、FTTC和FTTH在网 络发展过程中，每种结构都有其应用和优势，而目在经济地向全业务问演进过程中，每种结构都是关键的一环。FTTN给人们带来的好处是它将光纤进一步推向用户网络。它建立起一个接太平台，能提供话音、高速数据和视频业务给众多的家庭而不需要完全重建接入环路和分配网络。根据需求，可以在光纤节点处增加一个插件，即可提供所需业务。在因业务驱动或网络重建使光纤节点移到路边FTTC或家庭（FTTH）之前，FTTN将叠加于并利用现有的铜线分配网络。这种网络结构的基本要求是为了提供宽带或视频业务，节点与住宅的距离应当在4000到5000英尺的范围内。而当今的节点一般的服务距离可达12000英尺。因此，每个服务区需要安装3到5个FTTN节点。FTTC或FATH光纤（光纤几乎到家）比FTTN多几个优点。当采用FTTC重建现有网络时，可消除由电缆传输可能带来的误差。它使光纤更深入到用户网络中，这可减少潜在的网络问题的发生和由于现场操作引起的性能恶化。目前FTTC是最健壮和“可部署的”的网络，是将来可演进到FTTH的网络。它同样是新建区和重建区最经济的网络建设方案。

无线接入是指从交换节点到用户终端之间，部分或全部采用了无线手段。典型的无线接入系统主要由控制器、操作维护中心、基站、固定用户单元和移动终端等几个部分组成。各部分所完成的。控制器通过其提供的与交换机、基站和操作维护中心的接口与这些功能实体相连接。控制器的主要功能是处理用户的呼叫（包括呼叫建立、拆线等）、对基站进行管理，通过基站进行无线信道控制、基站监测和对固定用户单元及移动终端进行监视和管理。操作维护中心负责整个无线接入系统的操作和维护，其主要功能是对整个系统进行配置管理，对各个网络单元的软件及各种配置数据进行操作：在系统运转过程中对系统的各个部分进行监测和数据采集；对系统运行中出现的故障进行记录并告警。除此之外，还可以对系统的性能进行测试。基站通过无线收发信机提供与固定终接设备和移动终端之间的无线信道，并通过无线信道完成话音呼叫和数据的传递。控制器通过基站对无线信道进行管理。基站与固定终接设备和移动终端之间的无线接口可以使用不同技术，并决定整个系统的特点，包括所使用的无线频率及其一定的适用范围。固定终接设备为用户提供电话、传真、数据调制解调器等用户终端的标准接口--Z接口。它与基站通过无线接口相接。并向终端用户透明地传送交换机所能提供的业务和功能。固定终接设备可以采用定向天线或无方向性天线，采用定向天线直接指向基站方向可以提高无线接口中信号的传输质量、增加基站的覆盖范围。根据所能连接的用户终端数量的多少；固定终接设备可分为单用户单元和多用户单元。单用户单元（SSU）只能连接一个用户终端；适用于用户密度低、用户之间距离较远的情况；多用户单元则可以支持多个用户终端，一般较常见的有支持4个、8个、16个和32个用户的多用户单元，多用户单元在用户之间距离很近的情况下（比如一个楼上的用户）比较经济。移动终端从功能上可以看作是将固定终接设备和用户终端合并构成的一个物理实体。由于它具备一定的移动性，因此支持移动终端的无线接入系统除了应具备固定无线接入系统所具有的功能外，还要具备一定的移动性管理等蜂窝移动通信系统所具有的功能。如果在价格上有所突破，移动终端会更受用户及运营商的欢迎。近一时期，服务提供商一直在兜售高密度光纤骨干网，企业用户也在等待这类高速服务的提交。尽管保证提供海量可用带宽的高密度光纤网已经建成，但对网络服务的需求却被封闭在基于时分复用（TDM）的本地环路接入技术的框框之内。对带宽需求不断变化的企业用户由于为增加一条T-1线路需要等待数周或因升级到T-3线路而等上几个月而感到不满。一种非常具有发展前景的解决方案将使现在正在部署的光纤带宽，能够利用软件来取代穿过僵化的基础设施的硬连线网络接入来配置多种服务，并且每种服务可以具有不同的服务水平以及软件命令远程调节的速度保证。这类以满足对多种服务额外带宽需要为目标的软件可调服务，只需几天而不是数周的时间，并且无需高昂的工程费用或现场升级就可以完成配置，在需要时可以立即精确地提供所需带宽容量。以太网可以实现这一目标。以太网非常适于从光纤网络提交软件可调节的带宽，它具有普遍的可用性并且价格低廉，可以很容易达到1Gbps的速度，并且不久可以达到10Gbps的速度。如果目前连接到家门口的光纤支持以太网技术的话，一条连接线路可以达到从每秒64K到数千兆位的任何速度，并可以用于访问所有的广域网服务。如此灵活提供的服务代表着目前DSL和基于有线电缆宽带服务之后的下一个高速技术，它们将使企业用户最终可以利用传输基础设施核心中的光纤部署。提交基于以太网的服务所需的条件是智能的光纤接入平台，这种平台使服务提供商可以从传统的基于TDM的服务迁移到优化的数据包服务，并使用户可以在提供带宽保证的多服务光纤连接上传送如IP语音这类多服务、广域传输流。

随着电信行业垄断市场消失和电信网业务市场的开放，电信业务功能、接入技术的不断提高，接入网也伴随着发展，不同的接入技术间的竞争与综合使用，以及要求对大量电信业务的支持等

参考文献：

[1]张喜云.《宽带接入网技术》.西安电子科技大学出版社.2009.02 [2]雷维礼.《接入网技术》.清华大学出版社.2003.8 [3]韦乐平.《接入网》.人民邮电出版社.2006.06 [4]www.xiexiebang.com

第三篇：接入网技术答案

第一章

1、如何理解“last mile”和“first mile”

答：接入网技术的发展却相对滞后,而长期被人们视为“最后一英里”(Last Mile)或“第一英里”(First Mile)

“最后一英里(Last-mile)”是指从光节点到每个用户家庭之间不大于2公里的距离，“第一英里”指的是用户端到电信运营商局端设备的这一段连接，这段连接从使用者的角度是最先一英里。

2、从提出接入网概念到标准发布，接入网经历怎样的发展历程（P3）

答：①1975年，英国电信营运商BT在CCITT（国际电报电话咨询会）第一次研讨会上首次提出接入网组网概念。

②1976到1977年在Manchester，Scotland and London地区进行组网的可行性试验和推广应用。

③、1978年，CCITT第二次研讨会正式肯定这种组网方式，命名为“接入网组网”技术，并编入“电信网技术”。

④1979年，CCITT以RSC（远端用户集线器）命名者类设备并进行框架性描述，接入网正式诞生。

⑤80年代后期，ITU-T国际电联-电信标准部）制定了V1~V5系列窄带接口标准。⑥90年代初，ITU-T制定VB5系列建议宽带接口标准和接入网总体标准G.902。⑦90年代中后期，在Internet冲击下，产生NII和GII概念。

⑧2000年IP接入网总体标准Y.1231诞生。

⑨当前，ADSL，cable,modem和以太网接入技术生等新兴技术盛行。

第二章

3.对于G.902标准，请回答以下问题：

（1）是基于何种网络的接入网标准？ 电信网络

（2）结构怎么样？接口名称及接口的功能有哪些？

（3）有哪些功能？有哪些特点？

（4）UNI与SN之间是何种关系？

UNI与SN的关联是静态的；

（5）核心网与业务之间是怎样的关系？

（6）如何评价G.902建议？

4.对于Y.1231标准，请回答以下问题：

（1）是基于何种网络的接入网标准？ IP网络

（2）结构怎么样？接口名称及接口的功能有哪些？

（3）有哪些功能？有哪些特点？

（4）IP使用者与IP服务提供者之间是何种关系？

（5）IP接入网、IP核心网和IP服务提供者三者之间是何种关系？这种关系对接入网的发展有何影响？

5．Y.1231与G.902建议相比有哪些优势（P17）

答：

①IP接入网包含有交换功能和IP接入控制功能。

②IP接入网提供传送功能，可以独立于业务，从而使接入网的传送、业务、控制三者相对独立，符合现代电信网络的封装趋势。

③IP接入网每种接口有多种业务，给用户动态选择ISP的权利。

④IP接入网实现了接入网和核心网的分离。

第三章

6.IEEE 802.3ah是一个什么样的标准？

规定以太接入网相关技术的标准

7．IEEE802.3ah标准规定了哪几种物理接口，各自的特点（P31）

答：①单模光纤P2P模式：运行在电信营运商的点到点接入光纤上，数据传输速率 可为100Mb/s或1Gb/s，传输距离要大于10km。

②单模光纤P2MP模式：运行在电信运营商的点到多点接入光纤上，数据传输速率 为1Gb/s，传输距离可达10km或20km。

③市话铜缆模式：运行在电信运营商的市话接入铜缆上，数据传输速率为2Mb/s，传输距离小于2.7km。

④驻地网铜缆模式：运行在驻地网运营商的接入铜缆上，数据传输速率为10Mb/s，传输距离为750m，可以数话同传。

第四章

8．光接入网的组成和结构是怎样的，各部分的功能有哪些（P41 图4-3）

答：光接入网一般是一个点到多点的结构，包括光线路终端（OLT）、光分配网（ODN）、光网单元（ONU）和适配功能（AF）。

OLT：面向网络侧为OAN提供与中心局设备的接口，完成光电交换，同时提供ODN的光接口。

ODN：位于OLT和ONU之间，提供光传输技术。

ONU：在用户侧提供用户到接入网的接口，完成光电交换，同时连接ODN。

AF：为ONU和用户设备提供适配功能。

9．APON、GPON及EPON的结构及特点各自是怎样的，比较三者异同点？

APON特点：①、以ATM技术为基础。②、标准化程度高，使得大规模生产和降低成本为可能。③、物理层采用PON技术，链路层采用ATM技术。

GPON特点：更高效，高速，提供从622.080Mb/s到2.4Gb/s的可升级的框架结构，支持上下行不对称速率。

EPON特点：在与APON类似的结构和G.983的基础上，物理层仍采用现成的PON技术链路层以太帧代替ATM帧，构成一个可提供更大带宽，更低成本和更宽业务能力的新的集合体。

第五章

10.ADSL接入的组成与结构是怎样的？各部分的功能是什么？

答：

ADSLAM:ADSL接入复用器；

ATU-C：ADSL局端传输单元；

ATU-R：ADSL远端传输单元；

TE：终端设备。

功能：

ATU-C和ATU-R都属于ADSLmodem设备。ADSL通过ATU-C和ATU-R之间占用的不用频带发送数据；

ADSLAM是一个复用器，相当于多个ATU-C；

11.请说明DMT的基本思想，以及DMT是怎样提高ADSL抗干扰能力的？

答：DMT是一种多载波调制技术，它将信道分成了若干个独立的子信道，每个子信道分别进行QAM调制；

DMT发射机将数据调制到一系列的子载频上，再将这些子信道加在一起作为一个“DMT”符号发送到线路上。在发送DMT符号之前，DMT预先发送一个训练序列，根据子信道发送数据的能力，将数据自适应的分配给各子信道。不同子信道，传送能力不同，分配到的比特数也不同。这样可以避开噪声大得频谱区。

12.ADSL.lite与ADSL相比，结构有何不同？性能有何变化？

答：ADSL.lite结构中只有在局端有POTS分离器，在用户端没有。

ADSL.lite兼容性好，传输速率下降但传输距离增加了，最长可至7Km，提高了覆盖范围，定位于Internet接入，主要支持IP业务。

第六章

13.HFC的组成和结构是怎样的?HFC网络面临哪些问题？

答：P99；上行信道噪声问题，可靠性问题，安全性，以及操作、管理和维护等方面问题。

14.CM接入采用什么带宽分配机制？如何进行带宽分配？

答：发送器使用5MHz~42MHz上行信道，将用户发向头端信息调制到该频段的某个6MHz宽的频道内发送，而其接收器除了能调谐出模拟电视信号，还要在450MHz~750MHz频带范围内解调出数字信息。，一般在上行信道使用正交相移键控，在下行信道使用正交振幅调制。

第七章

15.无线接入技术的特点有哪些？

答：无线接入的 灵活、方便、快捷、不受线缆约束，但是速率慢、不稳定、信号差，比较昂贵。

16.目前有哪些无线接入技术，各自的特点是什么（P122）

答：

①WLAN，一种是用无线传输的局域网技术，网络覆盖半径约为100m，工作在2.4GHz和5GHz频段。

②WMAN，一种城域接入网络，覆盖半径为10km到几十km。

③WWAN，不直接使用物理介质，基于已有的通信设施构建的，基于移动通信这一强大的广域通信设施实施广域网接入。

④卫星接入技术，覆盖范围广。

⑤WPAN，工作于服务10m范围的“个人区域”具有IEEE802.15标准。

第八章

17.无限局域网标准中规定了哪几种网络结构？各自的特点是什么？

答：基础设施架构：对应于基于AP的组网方式；

对等结构：没有中心点，组网设施相对简单，健壮性很强，对应于Ad_Hoc组网方式。

18.IEEE 802.11标准中定义了哪两种访问方式？各自的访问机制的基本思想是什么？ 答：

分布式协调功能DCF：基于分布式控制的竞争式共享介质方法，采用CSMA/CA—载波侦听多路访问/冲突避免技术。

点协调功能PCF：集中式的控制方法，在基础设施架构网络中，设置一个协调点采用轮询机制控制所有站点对信道的访问。

19.无限局域网的MAC层的主要功能有哪些？（P137）

答：（为在共享介质上的对等实体之间交换MAC协议数据单元）

（1）无线介质访问控制

（2）关联：站点之间相互确定网络参数，建立通信关系

（3）认证和保密

（4）分段

（5）多速率支持

20.无限局域网的安全协议有哪些？各自有哪些特点？(P154-157)

答：CSMA/CA协议：以竞争方式共享信道，具有成本低、灵活性强的特点，能够很好的适应计算机通信技术的发展。

EAP协议：封装协议，通过EAP，认证系统不去解读认证信息，从而隔离在客户和认证服务系统之外，成为“透明”信道。

第九章

21.IEEE802.16定义了哪两种系统结构，各自的组成及特点，各部分功能是什么（P173）答：

一）PMP接入结构

组成：一个或多个BS，若干SS，可选的RS（中继站），还包括系统内部BS之间的链路。特点：SS只能直接接入BS或通过RS接入BS，而SS之间没有直接互连接口，SS之间不能通过无线链路直接通信，所有SS发送的信息都必须通过BS（或RS）进行转发，SS也只接收来自BS（或RS）的信息。

功能：

①BS和SS，基站和用户站。②RS，用于对BS与SS之间的通信进行中继。

③F接口，FBWA与核心网络的接口。④G接口，FBWA与用户端系统的接口。

⑤核心网络，通过有线或无线方式互连多个BS，并负责实现多个BS之间的路由。

二）mesh接入结构

组成：如PMP结构

特点：一部分SS具有中继转发功能；增强了网络的鲁棒性，有效地避免了PMP中有是可能出现的SS孤点情况。

功能：如PMP结构，另SS增加了中继转发功能。

21.IEEE 802.16的MAC层分为哪几个子层？各子层的功能有哪些？

答：

业务汇聚子层：通过MAC SAP使用MAC公共子层提供的服务。同时通过CS SAP向高层提供

服务；

MAC公共子层：解决①一个基站或用户站如何和何时开始在信道中发送信息②如何向上层提供有质量保证的服务③如何对上行方向的传输提供带宽请求、带宽分配以及竞争分解机制等问题；

加密子层：提供加密和认证功能，以保证通信的安全性。

第十章

22.无线广域网接入有哪些特点？

答：服务范围宽至全球、基于现有的基础网络实现的；接入速率受限于基础网络，实现技术复杂；无线广域接入是最灵活、最自由的接入方式。

23.GPRS的系统结构是怎样的？在GSM增加了哪些设备？

答：分组控制单元、GPRS服务支持节点和GPRS网关支持节点。

P209

第十一章

25.用户接入管理系统的功能包括哪些内容，其中最重要和核心的内容是什么（P226）答：①、认证，授权和记账的AAA管理。②、QoS管理和安全管理。

最重要和核心内容是：AAA功能。

26.涉及用户接入管理的协议通常有那几种，各自的作用（P230）

答：

①RADIUS协议，通过NAS和RADIUS服务器的交互执行认证，授权，记账等功能。②PPPoE等PPP协议族，对以太网用户而言是IEEE802.1X协议，其承载有用户信 息，接入界面信息，交互认证信息等，在用户与NAS之间传送是一种链路级协议。③PAP、CHAP协议等认证协议，在用户与NAS之间交互，通过提供用户名、口

令密码及可能使用的非常复杂的加密算法，在用户和NAS之间相互进行身份认证，以达到可能接入的目的。

第十二章

27.用户接入管理协议模型是怎样的，各部分的功能是什么（P232）

接入链路协议：

用户与BAS间的链路协议，不仅要提供链路通信服务，更重要的是能提供或便于实现基于用户的接入控制功能。该协议通常作为接入认证/控制协议的承载协议。

接入认证/控制协议：

主要用在用户和BAS之间用来实现对用户的认证和接入控制。

接入管理协议：

主要用在BAS和接入管理服务器之间，用来实现对用户的认证、授权和账务管理，即AAA管理。

28.比较PAP和CHAP协议的优缺点？

答：CHAP的认证比PAP更安全，但认证时间和分组开销都比PAP多。

29.IEEE 802.1X协议的模型是怎样的？各部分功能是什么？

答：

（1）客户系统：运行802.1X客户软件的用户终端系统

（2）认证系统：提供授权的接入服务

（3）认证服务器系统：为认证系统提供认证服务，例如AAA服务器

第四篇：接入网课程报告

接入网课程报告

目录

一、无线Mesh网络（WMNs）的概念及特点

二、无线Mesh网络的体系结构及

三、关键技术

四、无线Mesh网络应用场 景及模式

五、无线Mesh网络的演进发展方向

背景：

目前随着集成了Wi-Fi功能的笔记本电脑、PDA以及其它电子产品的日益增多，人们对无线宽带网络的依赖性也在不断增强。现在一些机场、酒店、咖啡厅等公共场所已部署了WiFi“热点”，可为网络用户提供便利的网上冲浪条件。其中，最广泛的一项应用就是在校园网络中的应用。无线校园局域网 在国内已经被越来越多的用户接受，上海、广州、北京等高校相继采用了无线方式搭建或者补充校园网。如占地18平方公里的广州大学城，无线网已经实现了跨校 漫游，公众也可免费接入使用Wi-Fi。

与笔记本电脑和PDA产品不同，在中国，手机产品不能包含Wi-Fi功能。这是由于中国政府正在 大力推动自主研发的无线宽带技术标准——WAPI。为何我国不与国际接轨，却要推广这个许多人都不甚清楚的WAPI协议呢？最官方的说法，也是当初我国开 始研究WAPI的一大动因——即WIFI所存在的安全隐患，而本质上，大力推动WAPI跟保护中国的民族通信产业以及保障中国通信安全紧密相关。

WAP确实弥补了Wi-Fi在安全方面存在的一些缺陷，但要将国际通行的Wi-Fi标准换成WAPI，并不是件容易的事情——没有人愿意抛弃已经 成熟的产品再为中国的新标准投入人力、物力来开发，毕竟对于企业来说，利益才是第一位的。两边僵持的结果是：WAPI虽然在安全性方面有优势但依然没有被 广泛推行；而Wi-Fi虽然在世界其他国家都畅通无阻但是到坚持WAPI协议的中国大陆就只能被取消。而作为消费者所看到的，就是一个又一个带有Wi-Fi模块的手机产品，在进入国内市场后发生“缩水”现象。

虽然在手机领域，Wi-Fi由于WAPI的竞争因素而备受打压，在中国市场发展 停滞不前，但在笔记本、PDA等领域，Wi-Fi技术却得到了高速发展与应用，特别是最近几年，利用Mesh网络技术，Wi-Fi技术及应用在教育、餐 饮、酒店等行业市场得到了大力发展。

在以往的Wi-Fi应用中，用户通过Wi-Fi“热点”接入网络。但“热点”数量毕竟有限，覆盖范围 和移动性等因素在一定程度上制约着Wi-Fi应用的发展。而无线Mesh技术的成熟，可使Wi-Fi在传输距离和移动性方面获得提升，给WiFi应用扩展 带来新的机会。无线Mesh网是由包括一组呈网状分布的无线节点构成，节点均采用点对点方式通过无线中继链路互联，将传统WLAN中的无线“热点”扩展为 真正大面积覆盖的无线“热区”。

1.无线Mesh网络的概念及特点

随着无线通信技术和Internet高速发展，融合二者实现Mobile Internet成为目前的研究热点。宽带无线Mesh网络（Wireless Mesh Networks, 又称无线网状网、无线网格网等）也因此越来越多地得到人们的关注。无线Mesh网络是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构，具有移动宽带的特 性。它由Ad-Hoc网络发展变化而来，承袭了Ad-Hoc网络动态扩展、自组网、自配置、自管理以及自愈合等优良特性。

无线Mesh网络与传统无线网络相比具有如下特点：

(1)无线Mesh网络可以看作是Ad-Hoc网络的商用化版本、是Ad-Hoc与IEEE 802系列网络融合的产物，也可以看作是因特网的一种无线版本。

(2)传输速率高：由于采用多跳传输，减小传输距离，使得路径损耗大大降 低，从而获得高的数据速率。此外，还可融合其他先进空口技术（如OFDM、UWB、MIMO等）进一步提高传输速率。

(3)覆盖范围大： 由于支持多跳中继，终端用户可以通过无线路由器或其他节点中转连接至网络。接入点的覆盖范围大大增加，并且可支持非视距范围的覆盖。

(4)可靠性高：无线Mesh网络配备多条冗余路由。一旦其中一条链路中断，数据包可自动重新寻路继续传输，不会影响整个网络的运行。从而避免出现单跳网络中一 个节点出现故障，造成大范围服务中断的问题。

(5)网络配置和维护简便快捷：无线Mesh网络所需设备小巧轻便，易于安装。并且由于其路 由选择特性使得链路中断，局部扩容和升级而不影响整个网络的运行。

(6)投资成本低：无线Mesh网络初建成本低，可随用户量增大逐步扩 容。节省了骨干网络的建设成本，且一般采用非许可证频段，为用户节省了支出。

2.无线Mesh网络的组成和结构

2.1.无线Mesh网络组成

(1)无线Mesh网络由Mesh 路由器（Mesh Router）、Mesh客户端（Mesh Client）构成[2]。

(2)Mesh路由器可以是普通PC，也可以是专用的嵌入式系统，如ARM等。位于网络边缘的Mesh无线路由器将兼具有因特网网关的功能。Mesh路由器除了具有传统无线路由器中网关/网桥功能的路由能力外，还包含特殊的路由功能以支持mesh组网。

(3)客户节点可以是笔记本电脑、PDA、Wi-Fi手机、RFID阅读器和无线传感器或控制器等；客户节点按照功能可以分为两类：一类只作为普通终端接入网 络，不具有转发信息的功能；另一类既具有普通节点的接入功能，又具有路由和信息转发功能，即兼具了无线路由器的功能。

(4)Mesh路由 器具有很小的移动性，为mesh客户端构成骨干网。这样，虽然mesh客户节点也可以为mesh网络作为路由器工作，它们的硬件平台和软件都可以比 mesh路由器简单很多。例如，mesh客户端中的通信协议可以简化，可以不具备网关和网桥功能，一个mesh客户端只需要一个无线接口，等等。

2.2.无线Mesh网络结构

按结构层次，无线Mesh网络可 分为平面结构、分层结构以及混合结构。

1.平面结构

平面结构中的节点仅包含具有Mesh路由功能的增强型终端用户设备。终端用户之间形成Ad-Hoc网络结构模式，节点可以任意移动，网络拓扑动态变化。它 可以在没有或不便利用现有基础设施的情况下提供一种通信支撑环境。

2.分层结构 分层结构为无线Mesh网络典型的结构，分成回传层和接入层上下两个层次。接入层由普通的不具备路由功能的Mesh客户端构成，这些客户端通过Mesh路 由器接入到上层Mesh结构的网络中，并通过Mesh路由器提供路由选择和中继功能与网络边缘的网关节点形成无线链路。网关节点通过路由选择及管理控制等 功能为移动终端选择与其他网络通信的最佳路径。这样的结构可兼容市场上已有的设备，降低了系统成本，也提高了网络可靠率和可靠性，但缺点是任意两个终端节 点间不具备直接通信功能。

3.混合结构

混合结构中，Mesh客户端增加了转发和路由功能，可以与Ad-Hoc方式互联直接通信。终端节点设备需要同时能够支持接入上层网络Mesh路由器和本层 网络对等节点的功能。如图表1所示，这是无线Mesh网络最常见的组网结构，也是最具有普遍研究意义的结构。

图 表 1 混合结构无线Mesh网络

2.3.无线Mesh网络与蜂窝 中继网络及Ad-Hoc网络的比较

无线Mesh网络与蜂窝中继网络以及Ad-Hoc网络从本质上看都属于多跳中继网络。无线Mesh网络与Ad-Hoc网络主要不同在于移动性以及业务流量 [3]。它们三者的详细比较如下表所示：

3.无线Mesh网络关键技术

3.1.MAC协议

无线Mesh网络的MAC层协议需要根据无线Mesh网络的特性作相应的改动。[4]尽管存在一个集中实体（网关），但网关将不可能协调几跳之外的节点的 MAC层。有大量为MANETs（无线自组网）设计的MAC协议，它们之中很多都能够在无线Mesh网络中工作得相当好。特别是MACAW(接入与 无线冲突避免)，（802.11中标准化的 RTS/CTS option），在避免隐藏节点问题的影响方面非常有效。无线Mesh MAC中的一个重要问题是如何高效利用多个物理信道。可能涉及的问题包括：信道分配、单信道MAC层、多信道MAC层、智能天线的MAC层。

无线Mesh网络MAC协议尚有待研究的问题有：可扩展MAC协议的设计、MAC物理层跨层设计以及MAC层异构网络融合等。

3.2.路由协议

路由协议是任何网络的一个重要因素，但对无线Mesh网络来说意味着成败的关键，因为无线Mesh网络与其竞争技术相比较的好几个优势都是由路由协议带来 的。

由于无线Mesh网络中节点分为不同类型（Mobile Router以及Mobile Client）并具有不同的移动性、能量约束及业务模式，所以对路由协议也有相应的不同要求。主要要求包括：可扩展性、可靠性、移动用户连接性、QoS以 及高效Mesh基础网络路由。

目前出现的WMN路由协议方案，主要有以下类型：多判据路由、多信道路由、多径路由（与多连接相关，可实现负载均衡、路由容错）、分级路由、跨层路由、QoS路由以及基于地理位置信息的路由。

目前比较重要的无线Mesh网络路由协议包括：802.11s默认的HWMP协议、802.11s可选的RA-OLSR协议、微软公司研发的MR-LQSR协议、Tropos公司开发的PWRP协议等。

有待解决的问题包括：路由协议的可扩展性、更好的性能判据、路由/MAC跨层设计以及高效的mesh路由等。

3.3.安全性

无线Mesh网络的多跳及自组织特性，也是其在安全性方面的天然缺陷。首先无线链路的应用使得WMN易受从被动偷听到主动破坏的影响；其次，移动单元如果 没有充分的物理保护易被捕获、劫持和泄密；第三，WMN中的决策经常是分散的，没有可靠的中心授权在WMN中分发公共密钥；WMN的路由也呈现了另一种脆 弱性。

WLAN是直接在接入点之上或通过网关的AAA RADIUS（远程鉴权拨入用户服务）来处理的，这样一种集中化的体制不能应用于无线Mesh网络中。需要为无线Mesh网络提出一种具有安全密钥管理的 分布式鉴权与授权机制。为进一步保证无线Mesh网络的安全性，需要考虑两种另外的类别：将安全机制嵌入到网络协议中，例如安全路由和MAC协议，或者开 发安全监控和反馈系统以检测攻击，监控服务中断，以及对攻击快速反应。

3.4.移动性支持

无线Mesh网络分为两种类型：[5]基于网络二层的无线Mesh网络和基于网络三层的无线Mesh网络。从TCP/IP的角度来看，基于网络二层的无线 网状网是把整个无线Mesh网络当作一个IP子网。这个IP子网是一个完整的广播域。而基于网络三层的无线Mesh网络则允许把整个无线网状网划分为多个 IP子网。子网之间的通信是通过IP路由来实现的。基于二层的无线网状网实现起来简单一些，但由于广播域的限制以及管理的方便，当网络覆盖稍大时需要采用 基于网络三层的无线网状网。

在基于网络二层的无线网状网中，整个无线Mesh网络被当作一个IP子网。从外部IP路由的角度来看，新旧的接入点在同一个目的地，从路由上无须调整，只 是网状网内部二层网桥转发信息需要调整，实现起来比较简单。但用纯二层的方法无法将无线网状网铺到稍具规模而不影响网络性能，所以在这种情况下支持基于三 层的跨子网漫游是必不可少的。

移动IP（Mobile IP）是一种传统的三层漫游解决方案。其优点是标准化。在无线网状网的具体应用中，移动IP的一些缺点更为凸显。首先，移动IP要求客户端软件能支持移动 IP。其次，移动的协议本身较为复杂，开支较大。由于它是纯三层设计，对漫游事件的触发反应较慢，往往不能满足快速漫游的时间要求。

4.无线Mesh网络的应用及商业模式

4.1.按网络结构分类

按无线Mesh网络的网络结构及业务流量进行区分[2]，其提供的业务大致可分为如下三类：

1.因特网接入

各种各样的因特网应用为人们提供重要的即时信息，使生活更加便捷，并提高工作效率及生产率。在一个家庭或中等商务环境，最流行的解决方案仍然是DSL或者 cable modem和IEEE 802.11接入点。然而，与这些方法相比，无线Mesh网络具有很多潜在优势：低开销、高速、安装更简易。

2.分布式信息存储及共享 回程接入因特网在这类应用中是不需要的，用户仅需要在无线Mesh网络内部通信。一个用户可能想要在磁盘存储别的用户的大量数据，基于P2P网络机制从别 的用户磁盘下载文件，以及询问/获取位于分布式数据库服务器中的信息。无线Mesh网络中的用户之间可能想要视频聊天以及一起玩游戏。

3.多个无线网络之间的信息交互

例如，一个蜂窝网电话需要通过无线Mesh网络与一个Wi-Fi的电话进行通话，或者一个Wi-Fi网络用户可能希望监测在一个无线感知网络中几个传感器 的状态。

4.2.按应用场景分类

基于Mesh网络的优势，它还可以在不同异构的环境下提供多种服务[6]；当用户在高速移动时，或者在较大范围的区域内可以通过3G或2.5G传输语音、数据；在局部的范围内可通过WLAN提供宽带网络服务，例如视频点播等。由于其网络形态灵活适应性强，不同配置和规模的无线Mesh网络可以渗透入现代生 活的各种场景和领域。

Mesh网络在家庭、企业和公共场所等诸多领域都具有广阔的应用前景。按应用场景可大致分为无线园区、无线城市以及应急通信[7]：

4.2.1.无线园区

无线Mesh网络可在园区范围内为用户提供室内外一体的无线网络覆盖，能够实现无缝漫游，并提供语音、数据和视频等多种业务。其典型的应用场景包括：工业 园，校园，港口/码头货场，高速公路，度假村/游乐场，油田，社区，体育场馆等等。需要支持的基本业务技术包括：数据采集，IP视频监控，VoWLAN等。营运模式拟采用企业自行建设及营运或运营商做管理服务。

1.家庭

家庭式无线Mesh联网可以连接台式PC机、笔记本和手持计算机、HDTV、DVD播放器、游戏控制台，以及其他各种消费类电子设备，而不需要复杂的布线 和安装过程。在家庭Mesh网络中，各种家用电器既是网上的用户，也作为网络基础设施的组成部分为其他设备提供接入服务。当家用电器增多时，这种组网方式 可以提供更多的容量和更大的覆盖范围。Mesh技术应用家庭环境中的另外一个关键好处是它能够支持带宽高度集中的应用，如高清晰度视频等。

2.企业&校园

大型企业及校园用户相对集中，通信量大且对网络覆盖要求较高。无线Mesh网络允许网络用户共享带宽，消除了目前单跳网络的瓶颈，并且能够实现网络负载的 动态平衡。在无线Mesh网络中增加或调整AP也比有线AP更容易、配置更灵活、安装和使用成本更低。尤其是对于那些需要经常移动接入点的企业或校园，无 线Mesh技术的多跳结构和配置灵活将非常有利于网络拓朴结构的调整和升级。

3.高速公路

利用无线Mesh网络构建具有移动性的Wi-Fi网络在国外已经进行了试验检测。无线Mesh网络可以为各类车辆内的乘客提供高速移动状态下的多媒体服 务、定位服务。如在城铁、地铁、公交车、火车上为乘客提供高速网络互动、到站提示、车辆定位、实时影视、广告等各类服务。同时，由于无线Mesh网络可以 兼容Wi-Fi的网络设备，因此Wi-Fi终端用户也可享受移动宽带服务。

4.油田&度假村

Mesh非常适合于在那些地理位置偏远布线困难或经济上不合算，而又需要为用户提供宽带无线Internet访问的地方，如旅游场所、度假村、汽车旅馆 等。Mesh能够以最低的成本为这些场所提供宽带服务。

4.2.2.无线城市

利用城域覆盖的无线Mesh网络提供市政服务及为市民提供廉价/免费无线上网服务及多媒体应用。城市街区社区覆盖，应用于公共交通，医疗，消防，公共安全 等市政公共服务。典型应用场景包括楼宇和消防法令检查、城市公园和休闲设施维护、执法、市容维护、交通监控、社区监管和其他公共安全职责、自动抄表系统。需要支持的基本业务技术包括：无线上网，数据采集，IP视频监控，实时上行视频传送等。营运模式拟考虑为市政自行建设及营运或运营商做管理服务。

1.公共交通

在智能交通方面。先进的智能交通管理系统，包括交通信号控制系统、交通视频监控系统、交警车辆调度、交通信息提示牌、车辆定位等系统，这些系统需要依靠强 大的移动宽带网络的支撑，无线Mesh网络恰好能提供这种宽带移动业务。

2.医院 Mesh还为像医院这样的公共场所提供了一种理想的联网方案。由于医院建筑物的构造密集而又复杂，一些区域还要防止电磁辐射，因此是安装无线网络难度最大 的领域之一。医院的网络有两个主要的特点。一是布线比较困难：在传统的组网方式中，需要在建筑物上穿墙凿洞才能布线，这显然不利于网络拓朴结构的变化。二 是对网络的健壮性要求很高： 如果医院里有重要的活动（如手术），网络任何可能的故障都将会带来灾难性的后果。

采用无线Mesh组网则是解决这些问题的理想方案。如果要对医院无线网络拓扑进行调整，只需要移动现有的Mesh节点的位置或安装新的Mesh节点就可以 了，过程非常简单，安装新的Mesh节点也非常方便。而无线Mesh的健壮性和高带宽也使它更适合于在医院中部署。

3.消防监控

构建传感器Mesh网络进行消防监控或对温度及湿度敏感的重要区域进行实时监控[8]。传感器是一种构造相对简单、体积较小的装置，具有一个简单的处理 器，可嵌入设备当中。它经常被用来收集一些数据，例如湿度、压力、温度和振动等，并把这些数据传递给其他的传感器。它们体积小，一般没有用户界面，甚至可 以被视为数据传送器。传感器彼此之间挨得很近，能够以接力的形式将信号传到主控无线电设备上，并由此主无线电设备再对信息进行聚合。

传感器的另一个应用是设备监控和资产追踪，这时可以使用小的无线电设备来组成Mesh网络。

4.2.3.应急通讯

无线Mesh网络可作为公共安全及城市监管部门/应急指挥的通讯平台-特种行业特定应用。典型应用场景包括：特定区域的公共安全，应急通讯，军队/特警部队的相关应用，警察局、消防部门、国土安全局等建立的专网，采用 2.4G/4.9G双频点。需要支持的基本业务技术包括：提供指挥、调度、监控、定位、数据采集，IP视频监控，实时上行视频传送，Adhoc应用。营运 模式拟采用由特种行业自行建设及维护。

在公共安全和紧急救助行业中，大多数工作人员都处于移动状态，因此在通信方面必须依赖于无线网络解决方案。无线Mesh网络可以满足其对数据调度、移动视 频监控、车辆/人员定位、移动指挥车应急通信等业务需求。应急指挥车辆或现场工作人员只要有一台笔记本电脑或者手持终端就可以通过无线Mesh网络实时在 现场人员之间及与总部保持视频、数据、语音通信。无线Mesh网络无疑是需要快速部署或临时安装的场景最方便经济有效的组网方法，应急通讯也是无线 Mesh网络的设计的最初出发点。

应急通讯可分为如下几大类：因发生自然灾害时的通信保障：洪水、地震、台风、泥石流、雪灾等；因发生公共卫生突发事件时的通信保障：重大疫情、重大 伤亡救治等；因发生社会安全突发事件时的通信保障：大规模集会、游行以及恐怖暴力事件等；因举行重大活动时的通信保障：国事会议、大型体育运动会、大型展 览、军事演习等；因电信运营企业自身运营事故导致企业自身网络发生重大异常或中断情况时的通信保障； 5.无线Mesh网络的未来发展方向

5.1.WiMAX-WiFi Mesh联合组网结构

目前的热点技术WiMAX定位在无线IP城域网，能够提供远距离下的高容量传输，特别适合用作远距离回程连接。而对于Mesh拓扑连接，Wi-Fi具有一 系列优点。因此可以将两种组网方式融合起来，即采用双层结构，骨干网采用WiMAX技术，接入网采用Wi-Fi。如图表2所示：

5.2.无线Mesh网络与异构网络融合

在无线Mesh网络中，同时支持传统和mesh客户端的网络接入是缺省的要求。所以，无线Mesh网络需要对传统客户端节点后向兼容。除mesh路由器与 mesh客户端之间的mesh组网以外，mesh路由器上的网关/网桥功能使得无线Mesh网络能够跟其他的网络整合。配备了无线网络接口卡（NICs）的传统节点可以通过无线路由器直接连接至无线Mesh网络。没有无线NICs的用户可以通过例如以太网连接至无线mesh路由器来接入无线Mesh网络。这样，无线Mesh网络能够在很大程度上帮助用户实现随时随地总是在线。

无线Mesh网络将提供灵活性，使得Wi-Fi、WiMAX、WPAN和蜂窝网络等各种不同的无线radio和接入技术能够整合到一个统一环境。如图表3 所示，无线Mesh网络将是下一代网络的关键能动技术。

图 表 3与异构网络融合的无线Mesh网络

5.3.泛在无线Mesh 网络

无线Mesh网络被期望能够集成不同类型的无线网络，例如Wi-Fi，WiMAX，WPAN，WSN。为实现这一目标，无线Mesh网络必须能够与不同的 网络技术协同工作。因此工业标准化组织已经开始着手为各种无线网络标准加入对Mesh组网方式的支持，如IEEE802.11s Wi-Fi Mesh，IEEE802.15.1 WPAN Bluetooth，IEEE802.15.4 WPAN ZigBee，IEEE802.15.5 all other WPAN，IEEE802.16-2004 WiMAX，IEEE802.20 MBWA。

IEEE802系列多个工作组的Mesh工作模式可以联合组网[10]。如图表4所示，采用WPAN 802.15覆盖人体和房间，采用WLAN 802.11s覆盖建筑物、园区、街道，采用WMAN 802.16进行城域覆盖，可得到渗透入各个空间和应用领域的泛在无线Mesh网络。

图 表 4 泛在无线Mesh网络

第五篇：《计算机控制技术》课程简介

《计算机控制技术》课程简介

课程编号：04204055

课程名称：计算机控制/Computer Control

学分:2

学时：32

开课单位： 电气信息学院电气工程系

课程负责人：梁平

先修课程： 自动控制原理，微机原理与接口技术，考核方式： 闭卷考试

主要教材：《计算机控制系统》 李正军编著 机械工业出版社2005.1 参考书目：《计算机控制技术》薛弘晔等编著 西安电子科技大学出版社2003.7《微型计算机控制技术》黄一夫主编机械工业出版社1999.12 课程简介：

计算机控制课程主要讲授如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

教学内容包括计算机控制系统的组成、分类和发展趋势，计算机控制系统数字量、模拟量输入输出通道的作用和构成，信号数字滤波和标度变换的方法以及应用，数字控制器的连续化和离散化两种设计技术，PID算法的数字实现方法以及应用，计算机控制系统总线技术，计算机控制系统的设计与实现

通过本课程的学习，使学生获得计算机控制系统的基本理论和基本应用技术，掌握各种数字控制技术的基本设计方法，初步具备分析和设计计算机控制系统以及将其应用于生产过程的能力。

起草人：梁平审核人：日期：2011 1