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基于ADSL技术的校园网的组建?
基于ADSL技术的校园网的组建?
杨梭生 李花?
(中国矿业大学)??
摘要 本文详细地介绍了ADSL技术的基本原理和一个基于DSL技术的校园网的设计思想、功能特点、实现方法及应用。它为网络设计人员提供了一种组建校园网的新思路和新方法。关键词 非对称数字用户线路，ADSL调制解调器，数字用户线接入复用设备，校园网
随着近年来电信资费的调整，政府上网工程的启动，企业建网热潮的深化，电子商务走向应用，可以预期新的一轮上网热潮正在到来。再加上网络应用的进一步深化，以视频点播(VOD)、电视会议、网上购物等交互式应用为代表的新的业务类型的出现，用户对数据通信的速率提出了更高的要求。接入网作为网络系统中的“最后一公里”正引起人们越来越多的注意。但是由于种种原因，用户的接入速率尚不能满足多媒体应用的需求，正因如此，ADSL、Cable Modem等新一代的高速接入技术被推向了台前，频频曝光。?
本文主要介绍ADSL技术。一方面，ADSL技术是基于现有的双绞铜线的基础上，在我国目前的实际情况下更经济也更易于实现，有望成为下一代主流的用户接入方式；另一方面，由于我国绝大部分城市的电信部门尚不支持ADSL技术(只是在我国的深圳以及上海、北京的某些小区作为试点，进行了ADSL技术的试验)，所以我们只提供了一个基于ADSL技术的校园网解决方案。?
1.ADSL技术的发展背景?
随着网络技术的不断发展，尤其是Internet的迅速发展，使得接入技术日益受到人们的重视。在过去的几年间，基于铜线的接入技术取得了飞速的发展，包括使用V系列调制解调器的接入和xDSL技术。使用调制解调器通过电话线(双绞铜线)来实现网络的接入是最简单、最经济的方法，但是它受到调制解调器速率的限制。虽然经过了人们的努力，调制解调器的速率由最初的2.4kbit/s速率一路攀升，先后经历了9.6kbit/s、14.4kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s。但是由于V系列调制解调器所使用频带受到限制(为3400Hz)，所以几乎已经无法继续提高速率。那么，在现有的铜线上，如何进一步提高网络的接入速率呢?各种DSL(Digital Subscriber Line 数字用户线)技术就成为最佳的方案。?
在众多的DSL技术中，ADSL
技术是比较有代表性的，它对更新Internet访问的应用范围，如视频点播(Video?on?demand)和电视会议(Teleconferencing)等，具有实际意义。下面，我们就ADSL技术作一简单的介绍。?
2.ADSL的工作原理
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)，中文名字叫非对称数字用户线路。当在电话线两端分别放置ADSL MODEM时，在这段电话线上便产生了三个信息通道：一个速率为1.5Mbps?9Mbps的高速下行通道，用于用户下载信息；一个速率为16kbps?1Mbps的中速双工通道；一个普通的老式电话服务通道；而且这三个通道可以同时工作。(当然，具体的通信速率还依赖线路的质量和长度而定。一般来说，有效传输距离在3-5公里范围以内。)你可以在下载文件的同时在网上观赏视频节目，并不影响电话的使用。最重要的是这一切都是在一根电话线上同时进行的。?
ADSL靠什么实现这一切呢?说起来，ADSL的内部十分复杂。它采用了高级的数字信号处理技术和新的算法压缩数据，使大量的信息得以在网上高速传输。我们知道，在现有的较长的铜制双绞线(普通电话线)上传送数据，其对信号的衰减是十分严重的，ADSL在如此恶劣的环境下实现了大的动态范围，分离的通道，以及保持低噪声干扰，其难度可想而知，难怪有人说，ADSL是调制解调技术的一个奇迹。?
为了在电话线上分隔有效带宽，产生多路信道，ADSL调制解调器一般采用两种方法实现，频分多路复用(FDM)或回波消除(Echo Cancellation)技术。FDM在现有带宽中分配一段频带作为数据下行通道，同时分配另一段频带作为数据上行通道。下行通道通过时分多路复用(TDM)技术再分为多个高速信道和低速信道。同样，上行通道也由多路低速信道组成。而回波消除技术则使上行频带与下行频带叠加，通过本地回波抵消来区分两频带。此技术来源于V.32和V.34调制解调器中，它非常有效地使用了有限的带宽，但从复杂性和价格来说，其代价较大。当然，无论使用两种技术中的哪一种，ADSL都会分离出4kHz的频带用于老式电话服务(POTS)。?
当前，ADSL调制解调设备多采用3种线路编码技术，分别称为抑制载波幅度和相位(carrier?less amplitude and phase,CAP),离散多音复用(discrete multitone,DMT)，以及离散小波多音复用(discrete wavelet multitone,DWMT)。其中CAP的基础是正交幅度调制(QAM)，在CAP中，数据被调制到单一载波之上；而在DMT中，数据被调制到多个载波之上，每个载波上的数据使用QAM进行调制。DMT中使用为大家熟知的快速傅里叶变换算法做数字信号处理，而在DWMT中，则用近年来新兴的小波变换算法代替快速傅里叶变换。一个ADSL调制解调器将多路下行通道中，双工通道中以及维护信道中的数据流组合成数据块(block)，并在每一数据块中附加纠错代码，接收端则通过此纠错代码对在传输过程中产生的误码进行纠错。实验表明，此纠错编码技术完全可以达到MPEG?2和其他数字图像压缩方法的要求。?
非对称数字用户线路(ADSL)与以往调制解调技术的主要区别在于其上下行速率是非对称的，即上下行速率不相等，ADSL技术的高下行速率和相对而言较慢的上行速率非常适于做Internet/Intranet浏览使用。?
3. ADSL的特点?
1)ADSL具有V系列调制解调器无法比拟的数据速率。?
2)ADSL技术是基于双绞铜线的，因此ADSL有着广阔的应用基础。在全球范围内，有7亿门电话铜线。在我国，电话网的规模已经跃居到全球第二位，其中，程控化的比重高达99.7%，这为ADSL技术在我国的应用提供了良好的基础。?
3)ADSL技术具有高性能价格比。ADSL技术利用传统电话网的双绞铜线，并且在同一条双绞铜线上可以实现语音传输和数据传输的共存，因此不需要另外铺设传输线，从而大大节约了成本。?
4)ADSL与Cable Modem相比，具有独占带宽的特点。利用有线电视网进行多媒体的传输，虽然可以取得较高的带宽，但当上网用户的数目增加时，因其是共享带宽，所以每个用户拥有的带宽将急剧下降；而ADSL是基于电话铜线的，每个用户独占带宽，不会因上网的用户数目的增加而影响带宽。?
5)ADSL的上下行速率是非对称的。ADSL技术的高下行速率和相对而言较慢的上行速率非常适于做Internet/Intranet浏览使用。?
4. ADSL所需设备?
在用户端，需要安装ADSL调制解调器。用户的计算机通过调制解调器连接到普通的电话线上。在ADSL调制解调器中有一个用于信号分离的芯片，叫做POTS Filter。从电话线传来的信号通过它被分成两路，一路用于传送语音，另一路用于传送数据。传送数据的信号会在经过一个信道分离器(Channel Separator)，分成上行和下行两个信道。?
在交换局端的设备是DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer：数字用户线接入复用设备)，它的作用是将ADSL用户连接到高速骨干网上。在交换局的DSLAM设备之前也有一个ADSL调制解调器，其中也有POTS Filter，所以从用户端传来的信号通过ADSL调制解调器后被分成两路，一路是语音信号，它被送往交换局的PSTN(Public Switched Telephone Network：公用电话网)设备，另一路用来传送数据，则送往DSLAM设备，通过DSLAM设备传送到骨干网上。一般情况下，DSLAM设备都与ATM网络相连。
5. ADSL应用范围
ADSL的应用范围很广，主要包括以下几个方面：?
1)远程教学?
通过ADSL宽带网络，可以使地处不同地域的校园组成一个网上的虚拟校园，方便地实现远程教学。?
?电视转播?
通过ADSL宽带网络，可以高速地实现视频与音频信号的传输，方便地进行电视转播。?
?网上购物?
通过ADSL宽带网络，可实现快速的商品浏览，可以观看到商品的清晰图片，视频介绍，音频
解说。在银行，信用卡机构的帮助下，可以在网上选购所需的商品及服务。?
?小区信息发布?
小区物业可以通过ADSL宽带网将各种信息放在网络上，不需要再另行发放各种通知。例如：
购物指南，房地产报价，参考资料，旅游服务，影视信息，物业收费通知，证券信息等。?
?视频点播?
VOD即视频点播，是一种交互式操作，可以根据用户自己的喜好与需要通过网络点播不同类
型的视频节目，在计算机上观看。也可以利用计算机上的视频卡的视频输出功能通过S?端
子在大屏幕电视，家庭影院上观看。?
?视频会议?
通过ADSL宽带的网络连接，使得进行高画质，高音质的实时视频会议成为一件非常轻松的事
情。?
〖HS2〗〖HT5”H〗6〓ADSL技术应用解决方案?〖HT5”SS〗
下面我们就以某大学为例，来说明如何利用ADSL技术实现多媒体局域网的组建工作。?
1)系统现状?
某大学由三个校园组成?
A.外地校园，已建有校园网?
B.西校园，已建有校园网?
C.东校园，无校园网?
三校园之间，通过DDN接口组成远程教学与会议网络。?
现在要解决的问题是东校园的校园网的组建问题。组建校园网的方案很多，在这里让我们看
一看如何利用ADSL技术来解决这一问题。?
2)系统目标及功能?
首先，我们分析一下东校园的现有设备情况：?
*+通信线路?
学校建有一个内部电话网络，几乎所有科室，以及处级以上干部家都配有分机。利用现有的
线路组路组建校园可节省费用和人力，如将来要扩建，利用自己的技术力量就可完成。?
*+计算机及硬件资源?
学校拥有一个计算机中心、多个语音教室和多媒体教室，所有科室均配有计算机、打印机、
扫描仪等硬件设备，多媒体教室还配有投影仪、实物展台等。?
*+视听器材?
学校拥有一个电教中心，配有摄像机、录像机、录音机以及视听编辑设备。根据学校的具体
〖FL)〗〖LM〗〖PSS2，+58mm。123mm，BP〗?〖FL(K2〗
情况，将系统目标定为近期目标和远期目标。?
近期目标?
利用东校园现有的设备(主要是校内内部电话网络)，组建基于ADSL技术的校园网，主要实现
：?
?视频会议?
实现在校园网上召开视频会议。教职工可在自己的办公室，甚至在家里(学校北院家属宿舍)
就可参加会议。?
?多媒体教学?
实现在校园网上的多媒体教学，学生可在教室或集体宿舍上课，可节省各种教学资源(如教
室、设备、教师等)。?
?办公自动化?
实现在校园网上的办公自动化，从而进一步实现“无纸”办公。?
?视频点播?
?计算机协同工作?
实现在校园网上的协同设计、协同写作等。?
?其它?
实现在多媒体局域网上收发电子邮件、BBS等功能。?
如能实现以上的功能，可以实现以下目标：?
*4资源共享?
实现场地、设备等的共享，大大提高办学资源的利用率。?
*4缓解师资不足的矛盾?
*4提高办公效率?
*4使东校园及其学生宿舍、家属宿舍组成一个数字化小区。?
远期目标?
第一步〓利用DDN实现三个校园网的网络互联。?
第二步〓利用ADSL实现三个校园网的网络互联(将来电信普遍支持ADSL后)。?
3)系统设计及网络结构?
初步决定利用ADSL技术来组建东校园的校园网，理由如下：?
可利用学校现有的内部电话线路和设备。这样做的好处是可以做到在不影响原有电话使用
的条件下提供相互连接和上网的功能；?
每个用户独占带宽，且下载速率比较高，比较适合如局部视频会议，视频点播，计算机教
学，数字化小区等的需要；?
由于ADSL的前景看好，如果我国电信支持ADSL技术后，现有基于ADSL技术的网络可比较容
易地支持宽带远程服务。?
当然，利用现有的电话系统组建基于ADSL技术的校园网，要对原有的电话系统做一些改造。
这种改造分为用户端和总机端。?
用户端电话系统的变化只是加入了一个滤波器和一个ADSL的调制解调器。对原有的电话线路
不需要作改动。ADSL的调制解调器一头连接着滤波器过来的DSL信号，一头连接HUB(集线器)
或SWITCH(网络交换机)。如果计算机访问内部的计算机，则通过HUB即可；如果访问外部的
则先通过HUB再通过ADSL Modem。?
增加运行代理服务器软件的代理服务器，则本网计算机即可访问Internet。?
学校总机房的交换机作如下的处理：?
在交换机房的改动是加入了一个滤波器，将ADSL的高频信号在进入电话交换机前分离开来。
高频ADSL信号送到ADSL的Modem中，电话信号送入交换机。接入的模型图如图1。〖FL)〗
?
〖CRS3，BP〗?
〖HT5”H〗〖JZ〗图〓1〖HT5”SS〗
〖FL(K2〗〓〓
整个网络被划分成以下几个部分：?
?教务LAN?
主要用于学生、师资和教材等的管理。?
?财务LAN?
?图书馆LAN?
主要用于图书与期刊的采购、编目、检索、借阅等管理。?
?中心LAN?
主要用于提供和管理各种资源，并向用户提供各类服务。?
整个网络的结构如图2。〖FL)〗
?
〖CRS4，BP〗?
〖HT5”H〗〖JZ(〗图〓2〖JZ)〗
〖HT5”SS〗
〖FL(K2〗〖HT5”H〗7〓结束语?〖KH-*2〗?〖HT5”SS〗
由于ADSL技术还不是很成熟，没有一个统一的标准，我国电信也不支持它，所以我们只就基
于ADSL技术的校园网的建设作了一下简单的讨论。其中肯定存在不妥，甚至是错误之处，望
读者给予批评指正。〖
FL)〗
〖HT〗〖HS(7〗〖HT2BS〗〖JZ(〗Internet/Intranet技术在办公?自动化中的应用〖JZ)〗
〖HS)〗
〖HT4”K〗〖JZ〗王惠森〓〓〓〓〓魏〓智〓?
〖HT5”F〗〖JZ〗（天津航海仪器研究所)〓(河北工业大学机械学院）??
〖HK40〗〖HT5Y3〗摘〓要〓〖HT5”K〗基于几个工程系统的开发实践，结合办公自动化的
特点，阐述了应用现代Internet/Intranet技术开发自动化办公系统的主要特征、技术关键
和构造过程。?
〖HT5Y3〗关键词〓〖HT5”K〗办公自动化〓 INTERNET网〓 INTRANET网〓 应用系统
?〖HK〗〖HT〗?〖HT5”SS〗〖FL(K2〗
〖HS2〗〖HT5”H〗1〓前言〖HT5”SS〗?
基于局域网的办公自动化系统，利用计算机网
络环境建立的办公自动化系统可有多种，比如，可以用各种关系型数据库工具开发采用Clie
nt/Server结构的软件系统实现办公自动化，也可以基于文档型数据库工具（如Lotus Notes
）来开发事务流型办公系统。这些系统虽然各有优点（技术成熟、性能稳定等），但如果希
望既能满足单位内部（局域网）办公又能满足集团（广域网）办公的双重需要时，以上两种
办公系统便暴露出不可克服的弱点，要么投资太大（比如需申请专线），要么由于应用站点
分散，客户端程序不便维护。鉴于此，如何抓住Internet/Intranet技术大发展的机遇，利
用Internet/Intranet技术来开发新一代办公自动化系统，已成为各相关部门所关注的重要
课题。?
〖HS2〗〖HT5”H〗2〓办公自动化的主要特点〖HT5”SS〗?
无论开发何种办公自动化软件系统，我们都需要清楚办公自动化究竟
包含那些方面和内容。通常认为将办公室日常处理各种事务和信息的过程，在办公主体——
人的控制下，利用现代工具和手段自动完成，这就是办公自动化。从信息处理的多层面和复
杂性来讲，办公自动化可分以下三个层面或阶段：?
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