如何设计广域网网络拓扑结构

宿迁学院2009-2010学年第一学期《组网工程》期末考试作业姓名：学号：班级：任课老师：如何设计广域网网络拓扑结构——无线接入广域网连接拓扑结构设计近年来，随着移动电话通信的迅速发展，个人计算机的迅速普及，多种便携式计算机，例如膝上型计算机、手持式智能终端和等迅速增多，固定方式的数据通信已不能满足需要。

人们希望能通过无线的通信方式随时随地进行数据信息的传送和交换。

在这样的需求下无线数据通信发展迅速，已经成为无线通信领域的一个重要潮流。

1、无线接入网众所周知，本地交换机(端局机)至用户之间的线路，叫本地环路(用户环路呀用户线)。

这线路要占市话网投资50％以上甚至还多，而引起的故障却占70％以上，而传统上是用双绞铜线，只能传话音和低速数据，这本地环路已成为现代高速通信发展的“瓶颈”。

在建议G963中，建议提出接入网( )新概念：“由于现有的本地网络上处于向其他的交换与传送技术的演变之中，需要引进一个新的概念，这就是接入网”。

在1995年7月对接入网定义为：“用户接入网是由业务节点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设施)所组成的为传递电信业务提供所需传送承载能力的实施系统”。

接入网包括传输系统、复用设备、用户与网络接口设备以及数字交叉连接设备等。

接入网可以部分(主分线器或分线器至用户)或全部(端局机至用户)替代本地环路，所以，有人把接入网称为本地环路。

接入网接传输介质分为有线接入网和无线接入网。

有线接入网最早用线缆接入，后来用光纤与同轴混合接入()、光纤接入和(、)等。

无线接入网是大有作为的。

因为它组网灵活、扩容方便、维护费用和运营成本低、安装快捷、系统简单、覆盖范围广，可适用于市区、市郊、农村(包括沙漠、海岛、高原等地形)。

而且，可靠性和话音质量都很好。

所以，无线接入网可以替代本地环路，可以用于有线铺设极困难的地方。

更为重要的是，要实现任何人能随时随地不受时空限制与世界上其他任何人进行通信(个人通信)，没有无线接入网是不可能实现的。

无线接入网是用无线通信系统全部或部分替代传统的本地环路，所以，无线接入网又称为无线本地环路( )或无线用户系统( )。

无线接入网按用户终端分为固定无线接入网( )和移动无线接入网( )。

在固定无线接入网中，用户终端固定或只是在办公室、会议室或家中等场所作有限移动。

相反，在移定无线接入网中，用户终端是移动的。

固定无线接入不需要移动控制和越区切换功能，从而节省投资，相应地，固定无线接入网被大量使用，有的文章索性只提及。

2、无线接入网组成一般来说，无线接入网是由网络管理系统( )、基站控制器( )、基站( )和用户站( )组成。

用户站也称为无线网络终端( )。

也可以不把归入系统之中。

是一个操作维护中心，负责无线接入系统的设备故障诊断和操作维修，网络操作与网络管理，为网络管理与规划提供数据及统计。

是实现有线与无线信令代码的转换，提供与交换机、网络管理系统、基站的接口，并对无线信道的分配进行控制，并对基站监测，一个可以控制多个(基站)，可以安装在电话交换局内，也可以安装在电话交换局外。

基站由收发信机和控制单元组成，通过无线接口与用户站连接，通过有线或无线链路与控制器相连接，并完成无线接口的认证和保密、无线资源管理和用户单元登记、路由选择等多种功能，一个基站覆盖半径可以是500米至50米(微区)或500米到5公里(微区)，也可以是5公里到50公里(宏区)，这决定所采用的接入方式。

用户站是一个无线网络终端，它提供电话、数据、传真等标准接口，而与基站是通过无线接口相连接。

用户站分为单用户站和多用户站两种，用户站与用户终端相连，用户终端可以是固定用户(双音频电话机、计算机、传真机等)，也可以是手机，用户终端是手机时，用户终端也就是用户站。

需要指出的是，虽然无线接入系统是由四部分组成，但是，不同厂家提供的系统在结构上是不同的，就是同一厂家按接入方式不同推出的系统也是有差别的。

无线接入网按传输速率可分为窄带无线接入网(数据速率低于64)，中宽带无线接入网(数据速率大于64而小于2)和宽带无线接入网(数据速率大于2)。

窄带和中宽带无线接入是基于电路交换的，它们的系统结构是很类似，并且用图一可以代表，而宽带无线接入是基于分组交换的，是一点到多点的结构。

3、无线接入网的接口对于一个无线接入系统是存在多种接口，那就是交换机与基站控制器接口，基站控制器与基站的接口，基站与用户站的接口，用户站与用户终端的接口，还有基站控制器与网络管理系统的Q3接口。

本地交换机与基站控制器的连接，物理上可以采用双绞铜线、同轴电缆、微波线路或光纤等，其接口方式目前有两种，一种是用户线接口方式(Z接口)，另一种是数字中继线(E1)接口方式(V5接口)，Z接口是简单、灵活、可与各种交换机接口，V5接口把交换机与接入设备之间的摸拟连接改变为数字连接，V5接口具有开放性，可解决过去的设备费用高、数字业务发展难的缺点。

V5接口可以支持多种接入，包括支持综合业务。

V5接口是1993年由颁布，1994年定义V5接口分为V5.1和V5.2。

V5是建立在E1接口基础上，用一个时隙传送公共控制信号，其他时隙传业务信号。

V5.1由单个2048链路构成，V5.2由1-16个2048链路构成(表一)。

V5支持的业务有电话、和专用线业务等。

基站控制器与基站之间的接口，物理上可用双绞铜线、同轴电缆、光纤等，而不同的产品采用不同协议，大多数为专用协议，基站与用户站之间采用无线全双工通信方式，即用频分双工()和时分双工()，它们的接口是空中接口，包含无线接口、信令与语言编码及传输内容，而无线空中接口包括无线频道划分、无线调制方式、多址双工方式、发射功率及控制等。

空中接口是随着采用无线接入方式不同而相异。

用户站与用户终端的接口是采用标准的与用户线接口，也就是满足Z接口标准接口和T接口标准。

应该指出，在无线接入网的多种接口中，V5接口和空中接口是极为重要的。

4、接入方式于1995年定义无线接入网，所以，有人就认为“无线接入网市场从1996年起动”,其实不然。

早在70年代就有一点多址的无线接入系统，即被称为第一代系统。

时至今日，无线接入网的接入方式有多种，原则上可以说，各种现有的无线通信方式均可作为无线接入方式，但是，现有的无线通信方式都不具备V5接口，而又不能提供与有线接入一样的话音质量，所以，往往不能直接用于无线接入，而必须加以改造或专门设计，专门设计制造的无线接入网称为专用无线本地环路，用户是固定的，这个系统称固定无线接入网，朗讯(现)的系统、阿尔卡特的A9500系统、大唐集团的3.0系统和采用技术的系统属于此类。

第二类是由原来的通信系统改造(即简化)而来，不论是专门设计还是简化原来的系统，所用的无线技术(即接入方式)大致有：(1) 利用跳频技术。

以色列 .推出的系统是代表性的用跳频技术的无线接入系统。

系统工作频率为900至2.7，覆盖范围为500米(全向)至10公里(扇形)。

(2) 利用微波技术。

常用一点多址技术，属于固定无线接入，系统由连接本地交换机的中心站、外围站和中继站组成。

产品有加拿大的500、的A9800、的，大唐集团的1560等。

系统工作频率1.5 、1.9和2.4，覆盖范围可以是5-60公里，也可以是600公里(通过中继站)。

(3) 利用卫星通信技术。

卫星通信是利用卫星作中继，（图略）按卫星轨道分有静止轨道卫星()通信，中轨道卫星()通信和低轨道卫星()通信，而按地球站天线直径分为A站、B站、C站和E站及甚小口径地球站( )。

系统由主站、卫星和站组成，主站作基站用并兼网络管理中心，站作用户站用，目前全球已建成180多个系统，我国有70多个系统。

休斯网系统公司的是典型的利用系统作接入。

卫星通信工作频率有C波段(如4/6)、波段(如1114)、波段(如20/30)，卫星通信有许多特点，如对距离和气象条件不敏感和覆盖面大。

(4) 基于蜂窝技术。

用模拟( 、)和数字蜂窝(800，，，等)技术中任何一种经过简化均可以构成无线接入网，可以是直接接入交换机的固定网，如诺基亚的系统，也可以是通过移动交换机接入的移动网，如北电网络的900，还可以是混合网，如的系统，无线接入有优越性，所以基于的无线接入系统较多，著名的系统除的系统外，有公司的系统，公司的系统，公司的、公司的2000等。

(5) 采用大区制技术。

大区制技术有功率大、覆盖范围大、系统投资少等特点，用大区制技术构成的无线接入网可用于人口分散的地区，的是采用大区制技术的无线接入系统，使用频段是支持固定用户，但可以根据需要支持移动用户。

(6) 基于无绳电话技术。

用无绳电话技术2、、、)技术构成的无线接入网是固定的，无绳电话技术主要是为办公室和住宅设计，系统功率低、覆盖面不大。

采用标准的无线接入网最多，1998年有报道说，“目前全部公用中31％采用”。

爱立信的1900系统、的、中国华为的1900、阿尔卡特的A9500、西门子的系统均采用标准。

松下的系统、日立的1000型系统采用。

也有采用2标准的，如北电网络的800、轨道移动公司的2。

(7) 基于集群技术。

集群系统发射功率大、覆盖面也大，基于集群技术，可以构成固定接入网和移动接入网，用数字集群技术构成接入网更为人看好。

还有采用其他无线通信技术构成无线接入网。

值得一提的是，1997年以前，市场上所有无线接入系统都是窄带的，宽带无线接入因发达国家的需求和业务的发展(如电视点播、网上浏览、互联等)，将会大有发展，限于篇幅，对宽带接入系统不多谈。

无线接入网采用接入方式不同，所用技术也是不同的，也就是说，所使用的多址技术、编码调制技术、工作频段、双工方式、信道分配方式和接口标准都不相同。

比方说，爱立信的1000系统采用模拟蜂窝技术、多址方式为／，的系统采用数字蜂窝技术、多址方式为／。

宽带城域网无线接入技术是指从公用电信网的交换节点到用户驻地网或用户终端之间采用无线接入方式向用户终端提供电话、数据、、(视频点播)、广播视频和电视会议等宽带多媒体业务的技术。

由于无线接入方式在组网、安装、维护方面灵活快捷，而且系统开发运营成本低，因而成为当前研究的热点。

广域网的无线接入是一个大类，其中包括了多种接入方式，典型的有（，无线本地环路）、（，本地多点分配业务）和（，多路多点分配业务）3种。

1广域网接入拓扑结构(无线本地环路)由无线基站和用户单元组成。

无线基站侧提供了面向交换机V5标准的网络接口和面向用户侧的空中接口，把交换机侧送来的数字信号转换成数字空中接口信号，并完成空中接口的认证保密、资源管理、协议转换等功能。

用户单元具有面向基站的无线接口和面向用户的传统接口(如11、45等)，接收基站传送来的无线信号，并将其转换成用户所需的数字信号或模拟信号。