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WAN 技術簡介

基頻傳輸與寬頻傳輸

區域網路與廣域網路之不同採用的傳輸技術不同 (基頻vs.寬頻) 使用的傳輸媒介也有所不同區域網路中以雙絞線、銅軸電纜、光纖為主要媒介廣域網路除使用銅軸電纜與光纖外，為了跨越地形地物的限制，有時亦採用微波、衛星等通訊設施廣域網路由於傳輸距離較遠，因此傳輸的過程中大多混合接續各種媒介來完成

廣域網路的傳輸模式分類電路交換封包交換細胞交換

早期的傳輸模式-人工交換兩端點間的資料傳輸，最簡單的方式便是在此兩端點間建立專有的連線十九世紀初電話剛被發明時，必須兩兩拉一條實體的線路才能進行通話，便是採用專有線路的連接概念所謂「人工交換」就是電話公司將所有的線路接到市中心的線路交換中心，然後聘請「接線生」負責將有通話需求的雙方以實體線路的方式連接起來

自動交換機的原理當發話端要與遠端的收話端通話時，必須透過層層的交換機建立起一條真正即時連接的線路直到雙方通話結束，線路才又釋放出來

電路交換的特性傳送任何資料之前必須先建立兩端點的連線路徑是一種非常簡便、且值得信賴的基礎通訊模式線路在通話中會一直維繫著直到傳輸結束後立即釋放連線

封包交換依照CCITT對封包的解釋：一段數位訊號的集合，通常包括使用者資料及控制用資料兩部分。使用者資料為真正所要傳送的內容，而控制用的資料則包括如傳送端與接收端的位址、封包前後次序的編號、以及一些錯誤控制碼等。

封包交換的傳輸過程封包交換的基礎傳輸概念是儲存與轉送發送端將資料往接收端傳送時，並不需要事先建立連線路徑，而是直接將資料傳送至預設的交換設備此交換設備若處於閒置狀態，就會依照接收端位址選擇傳送路徑傳下去若繁忙則暫時儲存於緩衝區中等候傳送

封包交換的傳輸過程

電路交換與分封交換的比較

廣域網路實體層的傳輸方式公共交換電話網路(Public Switched Telphone Networks，簡稱PSTN) T-Carrier (Trunk Carrier) 同步光纖網路 SONET(Synchronous Optical Network) 同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy)

公共交換電話網路(PSTN) 是指我們家庭透過實體電話線路，彼此連接所形成的大眾電信網路目前台灣的PSTN系統主要是由中華電信所建構與管理，採用美國AT&T公司的階層式架構依據功能屬性分別為端局(End Office，簡稱EO) 長途電話中心局(TollCenter，簡稱TC) 主中心局(Primary Center，簡稱PC) 國際電話交換中心(International Switching Center，簡稱ISC)

利用PSTN撥接上網利用數據機撥接至ISP業者處，再透過業者的網路系統連上網際網路，目前這仍是大多數人上網所使用的模式

利用xDSL寬頻上網 xDSL利用先進的數位訊號處理方式，以及多重編碼的資料演算法，將原本頻帶分割成下載(Downstream)、上傳(Upstream)及語音等三個頻帶具有雙向頻寬相同的DSL(數位用戶迴路)、適合高速傳輸的HDSL(高速數位用戶迴路)、及雙向頻寬不等的ADSL(非對稱式數位用戶迴路)等產品類型

ADSL上網架構圖

T-Carrier (Trunk Carrier) 採用單一線路來傳輸資料必須以多工(Multiplexing)的處理模式來完成具備24個即時語音通訊的能力採分時多工(Time Division Multiplexing，TDM)的技術來執行多工

頻寬計算 64K T1 8 bit * 8 KHz = 64 Kpbs 24 * 8 +1 = 193 bit 193 * 8 KHz =1.544 M(bps)

北美洲T-Carrier家族的傳輸規範

歐洲E -Carrier家族的傳輸規範

SONET/SDH Bellcore為了解決各家業者不相容的問題，遂提出同步光纖網路的構想，劃分出各種光纖媒體等級的連線傳輸速率目前同步光纖網路的標準主要分為北美標準的SONET(Synchronous Optical Network)，與國際電信聯盟(ITU-T) 的同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy) 此兩套標準合稱為SONET/SDH。

SONET的傳輸速率對照表

廣域網路連結層的傳輸協定高階資料連線控制(HDLC) 序列連線協定(SLIP) 點對點連線協定(PPP) 訊框傳送(Frame Relay) 整合式服務數位網路(ISDN) 非同步傳輸模式(ATM)

資料連結層的封裝標準

資料鏈結層最主要的功能決定實體層的位元資料如何組合成框架(frame) 處理點對點的傳輸錯誤(error control) 流量的控制與調整(flow control) 框架傳送的多工處理

序列連線協定(SLIP) SLIP是由Rick Adams在1984年所制定的一種使用數據機撥接線路，能讓SUN工作站連結至網際網路的協定 SLIP只支援TCP/IP，不提供身份認證不支援DHCP動態指定IP SLIP並不是一個驗證過的標準協定

點對點連線協定(PPP) PPP採用字元連結導向而非位元連結導向處理錯誤偵測支援多重路由協定允許連接過程協商與分配IP 具備身份驗證幾乎改善所有SLIP的缺失

訊框傳送(Frame Relay) 融合了電路交換與分封交換的概念，或稱之為虛擬連線(Virtual Circuit) 訊框傳送會在兩端點間的公眾電路上選擇一條「專屬」的虛擬連線路徑建立虛擬連線之後，資料的傳送方式卻採用封包交換的運作模式來進行可再分為永久性的虛擬線路(PVC)、和交換式的虛擬線路(SVC)

整合式服務數位網路(ISDN) 1984年全球的電話公司在CCITT的贊助下，聯合所制定的完全數位化電話系統規範，當時即命名為ISDN 將語音、數據資料與影像等多種服務，全面性地整合到同一條數位線路上

ISDN的通道種類 B通道(Bearer Channel)：為64Kbps的數位通道，可用來傳送數位或語音資料 D通道(Delta Channel)：為16Kbps或64Kbps的數位通道，主要是用來傳送控制用的訊號

ISDN的介面種類基本級介面(Basic Rate Interface) 主要級介面(Primary Rate Interface) 由2個B通道再加上一個16Kbps的D通道所組成，因此常寫成2B+1D來表達主要級介面(Primary Rate Interface) 由23個B通道再加上一個64Kbps的D通道所組成，常寫成23B+1D來表達

ISDN的運作架構(一)

ISDN的運作架構(二)

ISDN的優點服務內容多元化穩定而快速的連線支援通道頻寬合併支援通道動態配置絕佳備援線路

非同步傳輸模式(ATM) 所有資料的傳輸改以小而且固定長度的封包來傳送這種小而固定長度的封包就稱之為細胞每個細胞長度為53個Byte，其中5個Byte為標頭，48個Byte為資料

同步傳輸與非同步傳輸之比較

ATM的特質與優點採硬體交換設計，能大幅提昇資料傳輸效率所有服務皆採相同格式能增加彈性細胞交換能整合多元媒體的應用細胞傳送有利於即時影音之網路服務

ATM區域網路的基本架構 ATM的基層設備為ATM交換器 ATM網路主機與ATM交換機的連接介面稱為使用者網路介面(UNI) ATM交換機與ATM交換機間的連接介面則稱之為網路與網路間介面(NNI) NNI介面一般又稱之為P-NNI，也就是私用網路介面(Private NNI)之意

ATM區域網路的基本架構

ATM與Ethernet的連接通常ATM系統均會透過邊際交換器(Edge Switch)來與傳統的Ethernet網路連接邊際交換器能進行封包與細胞格式之間的轉換，並進行協定堆疊的對映處理