谁能说一下,以太网的物理层信号到底是什么

谁能说一下,以太网的物理层信号到底是什么,第1张

二层交换网应用广泛采用IEEE 8023标准太网(Ethernet)目前全世界局域网90%采用太网技术组网随着太网技术发展该技术已经进入接入网城域网领域本讲笔者提太网交换技术存虚电路新观点
1 太网类
太网特点数据终端共享传输总线太网按其总线传输速率划10 Mbit/s太网、100 Mbit/s太网、1 000 Mbit/s(吉比特)太网及10 Gbit/s太网等;太网按其总线传输介质划同轴电缆太网、双绞线太网及光纤(模、单模)太网
2 载波侦听路访问/冲突检测(CSMA/CD)协议
共享式太网核思想主机共享公共传输通道电通信采用、频或码等使用户终端共享公共传输通道数据通信数据突发性若占用固定隙、频段或信道进行数据通信造资源浪费
若主机共享公共传输通道(总线)采取任何措施必产碰撞与冲突CSMA/CD协议解决主机争用公共传输通道制定
(1) 载波侦听路访问(CSMA)
每太网帧(MAC帧)均源主机宿主机物理址(MAC址)网某台主机要发送MAC帧应先监听信道信道空闲则发送;发现信道载波(指基带信号)则发送等信道空闲立即发送或延迟随机间再发送减少碰撞数
(2) 碰撞检测(CD)
于碰撞检测般情况总线信号摆超值即认发冲突种检测容易错信号线路传播存衰耗两主机相距远另台主机信号达已经弱与本主机发送信号叠加达冲突检测幅度错IEEE 802郾3标准限制线缆度目前应用较冲突检测主机发送器数据发送线缆该主机接收机数据接收与发送数据相比判别否致若致则冲突发;若致则表示冲突发
3 MAC帧格式
每帧7字节前导码始前导码1010交替码其作用使目主机接收器钟与源主机发送器钟同步紧接着帧始界符字节10101011用于指示帧始
帧包括两址:目址源址目址高位0则表示普通址;1则表示组址址高位用于区局部址全局址局部址由局部网络管理者配离局部网该址毫意义全局址由IEEE统配保证全世界没两主机具相同全局址允许约7×1013全局址全局址用于全球性MAC帧寻址
数据域度给数据域存少字节数据其值0~1 500数据域度0合太短帧传送程能产问题其原:主机检测冲突便停止发送部数据已经发送线缆目主机却简单区确帧垃圾帧IEEE规定:确度必须于64字节于64字节必须用填充字段填充帧度
4 太网互联
根据OSI 7层模型太网低3层高3层互联实现互联网元设备继器、集线器、网桥、路由器、交换机网关
41 继器
继器工作OSI 7层模型物理层数字脉冲信号经定距离传输产衰耗波形失真接收端引起误码继器作用再(均衡放、整形)通网络传输数据信号扩展局域网范围
继器工作物理层高层协议完全透明用继器相联两网络链路层言相于网络继器仅起扩展距离作用能提供隔离扩展效带宽作用
42 集线器(Hub)
集线器像星型结构端口转发器每端口都具发送与接收数据能力某端口收连该端口主机发数据转发至其端口数据转发前每端口都进行再、整形并重新定
集线器互相串联形级星型结构相隔远两主机受传输延限制能串联几级连接主机数总线负载重冲突频频发导致网络利用率降
与继器集线器工作OSI 7层模型物理层能提供隔离作用相于端口继器
43 网桥
网桥工作OSI 7层模型链路层(MAC层)太网帧通网桥网桥检查该帧源目MAC址两址别属于同网络则网桥该MAC帧转发另网络反转发所网桥具滤与转发MAC帧功能能起网络间隔离作用共享型网络言网络间隔离意味着提高网络效带宽
网桥简单形式连接两局域网两端口网桥局域网互联降低网络效带宽采用端口网桥或太网交换机采用些工作链路层设备联网存缺点:
(1) 端口网桥或太网交换机简单路由表某端口收数据包若设备根据其目址找应输端口即所端口广播包网络较易引起广播风暴;
(2) 端口网桥或太网交换机链路层协议转换功能能做同协议网络互联例太网与X25、FR、N-ISDNATM等网络互联
44 路由器
路由器存放庞复杂路由表并能根据网络拓扑、负荷改变及维护该路由表路由器找某端口输入数据包应输端口即删除该包路由器废除广播机制所抑制广播风暴
45 网关
网关工作OSI 7层模型高3层即层、表示层应用层网关用于两完全同网络互联其特点具高层协议转换功能网关典型应用IP电网关IP电网关复用64 kbit/s编码音No郾7共路信令转换IP包送入Internet进行传输使PSTNInternet两完全同网络互联互通
5 太网交换机
51 太网交换机基本原理
型网络提高网络效率需要网络链路层进行段提高网络效带宽于型网络利用网桥网络进行段;于型网络往往采用太网交换机网络进行段即利用太网交换机共享型太网割若干网段段网络称交换型太网交换型太网工作每网段主机介质争用仍采用CSMA/CD机制联接各网段交换机则采用路由机制若某共享型太网带宽M共带N台主机则每台主机平均带宽M/N若该网内引入台8端口太网交换机该网割8网段则每网段带宽仍M总带宽则拓宽至8M
目前型太网引入台交换机级联工作式处用户级交换机般做1端口接1台主机则该主机享用所连接端口全部带宽需竞争网络资源
太网引入交换机网络段否能使网络容量限扩答案否定太网交换机MAC帧寻址采用广播式网络太易引起广播风暴需要路由器网络网络层进行段路由器计算机网割若干网缩其底层太网广播域抑制广播风暴
52 太网交换机路由式
该交换机某端口接收MAC帧交换机首要任务根据该MAC帧目址寻找输端口向该输端口转发MAC帧
通情况太网交换机存张路由表该表根据所接收MAC帧目址每MAC帧选择输端口
(1) 固定路由
固定路由指交换机张工配置路由表表标明各端口及其所应目址固定路由虽失种路由式网络规模则配置路由表变项繁重工作再加交换机所处网络经变更网络配置或增删主机网络管理员难使路由表及更新适应拓扑结构变化
(2) 自习路由
实际应用通通自习建立张态路由表自适应网络拓扑结构变化该态路由表工建立路由表基础通自习程断修改
所谓自习即根据达每端口MAC帧源址建立或刷新路由表假设交换机X端口收MAC帧检查该MAC帧源址A址则说明凡目址A址MAC帧应该通X端口转发X端口收源址A址MAC帧交换机控制部检查路由表若路由表目址项A址则X端口应目址项增加A址内容;若表目址项A址其应端口Y端口则需修改路由表
由见太网交换机利用广播帧自习建立路由表旦配置路由表续太帧根据目MAC址(未使用标记)路由表选择路由形条源主机目 主机虚电路

网络技术发展迅猛,以太网占据了统治地位。为了适应网络应用深化带来的挑战,网络的规模和速度都在急剧发展,局域网的速度已从最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s,千兆以太网技术也已得到了普遍应用。 对于用户来说,在减低成本的前提下,保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展,与采用何种组网技术密切相关;对于设备厂商来说,在保证用户网络功能实现的基础上,如何能够取得更为可观的利润,采用组网技术的优劣,成为提高利润的一个手段。 在具体的组网过程中,是使用已经日趋成熟的传统的第2层交换技术,还是使用具有路由功能的第3层交换技术,或者是使用具有高网络服务水平的第7层交换技术呢? 在这些技术选择的权衡中,2层交换、3层交换和7层交换这三种技术究竟孰优孰劣,它们各自又适用于什么样的环境呢?
编辑本段各种交换技术
传统的第2层交换技术
2 谈到交换,从广义上讲,任何数据的转发都可以叫做交换。但是,传统的、狭义的第2层交换技术,仅包括数据链路层的转发。 2层交换机主要用在小型局域网中,机器数量在二、三十台以下,这样的网络环境下,广播包影响不大,2层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉价格,为小型网络用户提供了完善的解决方案。 总之,交换式局域网技术使专用的带宽为用户所独享,极大地提高了局域网传输的效率。可以说,在网络系统集成的技术中,直接面向用户的第2层交换技术,已得到了令人满意的答案。
具有路由功能的第3层交换技术
第3层交换技术是1997年前后才开始出现的一种交换技术,最初是为了解决广播域的问题。经过多年发展,第3层交换技术已经成为构建多业务融合网络的主要力量。 在大规模局域网中,为了减小广播风暴的危害,必须把大型局域网按功能或地域等因素划分成多个小局域网,这样必然导致不同子网间的大量互访,而单纯使用第2层交换技术,却无法实现子网间的互访。 为了从技术上解决这个问题,网络厂商利用第3层交换技术开发了3层交换机,也叫做路由交换机,它是传统交换机与路由器的智能结合。 简单地说,可以处理网络第3层数据转发的交换技术就是第3层交换技术。 从硬件上看,在第3层交换机中,与路由器有关的第3层路由硬件模块,也插接在高速背板/总线上。这种方式使得路由模块可以与需要路由的其它模块间,高速交换数据,从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。 3层交换机是为IP设计的,接口类型简单,拥有很强的3层包处理能力,价格又比相同速率的路由器低得多,非常适用于大规模局域网络。 第3层交换技术到今天已经相当成熟,同时,3层交换机也从来没有停止过发展。第3层交换技术及3层交换设备的发展,必将在更深层次上推动整个社会的信息化变革,并在整个网络中获得越来越重要的地位。
具有网络服务功能的第7层交换技术
第7层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装,并识别出应用层的信息,以实现对内容的识别。 充分利用带宽资源,对互联网上的应用、内容进行管理,日益成为服务提供商关注的焦点。如何解决传输层到应用层的问题,专门针对传输层到应用层进行管理的网络技术变得非常重要,这就是目前第7层交换技术发展的最根本原因。 简单地说,可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第7层交换技术。其主要目的是在带宽应用的情况下,网络层以下不再是问题的关键,取而代之的是提高网络服务水平,完成互联网向智能化的转变。 第7层交换技术通过应用层交换机实现了所有高层网络的功能,使网络管理者能够以更低的成本,更好地分配网络资源。 从硬件上看,7层交换机将所有功能集中在一个专用的特殊应用集成电路或ASIC上。ASIC比传统路由器的CPU便宜,而且通常分布在网络端口上,在单一设备中包括了50个ASIC,可以支持数以百计的接口。新的ASIC允许智能交换机/路由器在所有的端口上以极快的速度转发数据,第7层交换技术可以有效地实现数据流优化和智能负载均衡。 在Internet网、Intranet网和Extranet网,7层交换机都大有施展抱负的用武之地。比如企业到消费者的电子商务、联机客户支持,人事规划与建设、市场销售自动化,客户服务,防火墙负载均衡,内容过滤和带宽管理等。
说明
交换技术正朝着智能化的方向演进,从最初的第2层交换发展到第3层交换,目前已经演进到网络的第7层应用层的交换。其根本目的就是在降低成本的前提下,保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展,最终达到网络的智能化管理。 交换技术就可以隔离冲突域 通信网体制 通信网主要由三种设备构成:①用户设备,如电话机;②传输设备,如电缆、多路复用装置、光纤、天线等;③交换设备,如电话交换机。通信网体制是研究如何把交换设备、传输设备和用户设备构成一个最经济、最有效的通信网。这涉及到交换局选址和容量的最优化、衰耗的分配、呼损分配、路由规划、编号制度、信令(又称信号)方式、近期和远期的业务预测和相应的发展规划,以及模拟网如何过渡到数字网等。 话务问题 研究交换机三个参数之间的相互关系问题。这三个参数是:①交换设备配置的数量;②服务等级;③每一用户设备在最繁忙的一段时间内产生呼出或呼入的次数和通话时间长度。由于交换设备种类的不同,衡量服务等级有二种处理方法。一种是遇到交换机公用设备全忙时把呼叫立刻作为损失处理,这时用户一般均能听到忙音,即明显损失。另一种是接续延迟,等待公用设备空闲后再予以接通,其等待时间是一项服务等级的指标。 技术性能和指标 由于交换机的种类及使用的范围不同,用户对它们的技术性能和指标的要求也不同,这些都必须在研制时首先确定。例如,对长途交换机,就要确定路由选择性能的要求、长途与市内之间的配合要求、全自动接续或是半自动接续的要求、计费要求和维护测试性能等;对市内交换机,就要确定所能适应的通信网、与其他制式的配合、对长途的配合、特种服务和特种业务的性能、复原控制方式和维护测试等性能,另外需要明确传输指标、局内回路指标和用户线路指标等。这些指标直接关系到交换机的服务能力和质量。 信令方式 主要指交换局间传输信令(信号)的方式。以电话通信为例,信令按内容可分为记发器信令和线路信令。①记发器信令:传输主、被叫用户的号码、类别和用户状态的信令。②线路信令:监视主、被叫用户摘机、挂机的信令。信令根据其传输路由与通话路由之间的关系,还可分为随路信令和公共信道信令。随路信令是与话路结合起来的,在同一条话路上传输;公共信道信令是很多话路上的信令合在一路专用的公共信令信道上传输,如国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议的No6和No7信令,前者适用于模拟网,后者则适用于数字网。 随路信令在采用 32路A律方式的脉码调制传输中,其第 16时隙有4位码可以传输信令,其信令编排方式国际上称为 DR2。若用模拟方式传输,一般从传输信令的电气特性来分,还可分成直流信令(或称直流标志)和音频信令。直流信令主要用作市内电话空分交换机的线路信令;音频信令主要用作记发器信令。在长途采用载波传输时,线路信令也是音频信令。 中国的音频记发器信令采用多频互控方式。信令分为前向和后向两种。前向信令是用户号码和业务类别信令,采用6中取2的方式组成15个数码信令;后向信令是控制证实和被叫用户状态信令,采用4中取2方式组成6个数码信令。中国的多频信令与国际上的R2信令方式在频率及电气特性上相一致,但在发送程序及含义上有所差异。由于信令方式问题涉及到交换局间相互配合以及国际通信的局间信令配合问题,故要求严格统一。 逻辑电路、脉冲数字技术和计算机技术 电话交换机是一种复杂而庞大的逻辑电路。60年代中期,电子交换开始应用计算机技术构成程控交换机,控制方式有了质的改进。程控交换的主要特征是以存储程序控制取代传统的布线逻辑控制,硬件构成的逻辑电路功能也大部分由软件完成。随着新业务功能和维护管理的要求越来越高,程控交换的软件日益庞大,软件故障随之增加。为解决这个问题,国际上已开始采用高级语言编制程序,国际电报电话咨询委员会推荐用 CHILL语言作为交换机的高级语言。脉冲数字技术在交换机中的应用,一是构成逻辑电路,采用脉冲时序完成逻辑控制;二是采用脉冲编码技术原理构成话路及各种信息的交换。 市话交换的交换机虽然制式不同,但都具有以下基本功能:①识别话源,即识别话源的号码和类别;②接收主叫用户拨的被叫用户的号码,其中包括交换局间传输的主、被叫用户的号码及其他必要的信息;③译码,即对被叫的局向进行译码,以便寻找路由和确定传输信令的方式,同时还对被叫用户的类别进行译码;④选择通路,包括选择空闲的中继线和空闲的链路,它们可以是空分的,也可以是时分的;⑤沟通本局用户设备间、中继线间以及用户设备与中继线间的通路,它们也可以是空分或时分的;⑥向用户设备进行振铃,馈送通话电源,监视应答及释放;⑦计费,中国采取从双方通话开始计费,计费方式分为单式计费和复式计费(考虑时间及距离两种因素)两种;⑧维护测试和管理,方法有多种,如各类设备的例行测试,故障的告警、显示、记录、分析和诊断以及故障定位判断,话务统计和服务质量观察

程控交换机,全称为存储程序控制交换机(与之对应的是布线逻辑控制交换机,简称布控交换机),也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备,它以计算机程序控制电话的接续。
数字程控交换机分为长途交换机,本地交换机等。另外还有专用于信令网和智能网的类型。
数字程控交换机的基本功能为:用户线接入,中继接续,计费,设备管理等。
本地交换机自动检测用户的摘机动作,给用户的电话机回送拨号音,接收话机的产生的脉冲信号或双音多频(DTMF)信号,然後完成从主叫到被叫号码的接续(被叫号码可能在同一个交换机也可能在不同的交换机)。在接续完成後,交换机将保持连接,直到检测出通信的一方挂机。
程控交换机是利用现代计算机技术,完成控制、接续等工作的电话交换机。
其中通话接续部分是利用交换机中的数字交换网络,采用PCM方式实现数字交换的,控制部分是通过软件由计算机来实现的。
<一>程控交换机的优越性:
1、技术上的优越性
(1)能够提供许多新的用户服务功能,如缩位拨号、来电显示、叫醒业务、呼叫转移等业务,不再是单一的语音业务。
(2)维护管理方便,可靠性高。程控交换机可以通过故障诊断程序对故障进行检测和定位,以发生故障时紧急处理迅速及时,因此它在维护管理上和可靠性上带来了好处。
(3)灵活性大。为适应交换机外部条件的变化,增加的新业务往往只需要改变软件(程序和数据)就能满足不同外部条件(如市话局、长话局等的不同需求)的需要。
(4)便于利用电子器件的最新成果,使整机技术上的先进性得到发挥。
2、经济上的优越性
(1)交换设备方面。体积小,采用电子器件大减小了交换机的体积,这样占用机房的面积小;耗电省,用电子器件代替机械部件,大大减低了能量消耗;成本低,随着集成电路价格的减低,可以大幅度减低交换机成本。
(2)线路设备方面。可以通过采用远端用户模块方式节省用户线,降低线路设备费用。
(3)维护生产方面。由于检测和诊断故障的自动化,减少了维护工作量,节省了维护人员。由于制造工艺简单了,生产效率也提高了。
<二>程控交换机的基本构成
电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分:话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换 (或接续)网络;控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器,而在程控交换机中,控制设备则为电子计算机,包括中央处理器(CPU),存储器和输入 /输出设备。
程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机,它将各种控制功能,方法编成程序,存入存储器,利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制,管理整个交换系统的工作。
1:交换网络
交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求,通过控制部分的接续命令,建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器(如纵横接线器,编码接线器,笛簧接线器等),在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络,和由存储器等电路构成的时分接续网络。
2 用户电路
用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接,通常又称为用户线接口电路(SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同,用户电路也有多种类型,对于程控数字交换机来说,目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路 (ALC)及与数字话机,数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路(DLC)。
模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口,其基本功能有:
馈电(Battery feed): 交换机通过用户线向共电式话机直流馈电;
过压保护(Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机。
振铃(Ringing):向被叫用户话机馈送铃流。
监视(Supervision): 借助扫描点监视用户线通断状态,以检测话机的摘机,挂机,拨号脉冲等用户线信号,转送给控制设备,以表示用户的忙闲状态和接续要求。
编解码(CODEC): 利用编码器和解码器(CODEC),滤波器,完成话音信号的模数与数模交换,以与数字交换机的数字交换网络接口 。
混合(Hybrid):进行用户线的2/4线转换,以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。
测试(Test):提供测试端口,进行用户电路的测试。
这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机,不需要编解码功能;而在数字程控交换机中,除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外,其它大部分均采用PCM编解码方式。
数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口,它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机,打印机,VDU,电传相连。
3 出入中继器
出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路,用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元(ATU),其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口,基本功能一般有:
(1)发送与接收表示中继线状态(如示闲,占用,应答,释放等)的线路信号。
(2)转发与接收代表被叫号码的记发器信号。
(3)供给通话电源和信号音。
(4)向控制设备提供所接收的线路信号。
对于最简单的情况,某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接,并采用用户环路信令,则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复杂的信号方式,则中继器应实现相应的话音,信令的传输与控制功能。
数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口,它通过PCM有关时隙传送中继线信令,完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号,因而它具有数字通信的一些特殊问题,如帧同步,时钟恢复,码型交换,信令插入与提取等,即要解决信号传送,同步与信令配合三方面的连接问题。
数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生,帧调整,连零抑制,码型变换,告警处理,时钟恢复,帧同步搜索及局间信令插入与提取等,如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。

中联AK8120-R型产品简介
中联系列集团电话是中国电信指定品牌。本产品采用了目前国际流行的模块化设计技术,具有可靠性高、维护性好、扩容方便等特点,可有效节约话费资源,为您降低话费成本,是您拓展业务的得力助手,选择AK8120R系列产品,就是选择省心、选择放心。
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AK8120-R系列产品配置灵活,共有Rd、Rf两款产品可供选择,可充分满足不同用户的个性化需求。
中联AK8120-R型特点
1 支持PC/话机两种编程,编程方式可随意选择
2 内置计费功能,经济路由,IP加发
3 内外线来电显示
4 支持三方通话
AK812-Rf主要功能
1.12秒用户可录中继语音提示
2 三段语音提示;宾馆系统接口;
3 可实现内、外线来电显示,可多次转移(Follow me);
4 内置悦耳的和弦背景音乐;
5 叫醒服务/叫醒服务记录;
6 具有监听、插入功能;
7 遇忙转移、无人接听转移、离位转移、快捷代接;
8.2000条话单储存;IP加发;
9.账户漫游
符合国际和国内各项安全标准, *** 作简单,无须专业培训


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