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 Tel

phone Networks ，簡稱 PSTN) T-Carrier (Trunk Carrier) 同步光纖網路 SONET(Synchronous O

ptical Network) 同步數位階層 (Synchronous Digital Hie

rarchy)

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 Cent

er ，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

8 bit * 8 KHz = 64 Kpbs T1

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 不作任何錯誤偵測 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

ISDN 主要的目標是要整合語音與非語音的服務

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) 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