上图显示了使用 PON 分布体系结构的光纤网络。每个家庭具有一个光纤网络端连接器(Optical Network Terminator, ONT),它由临近的光纤分配器进行分配。中心局有一个光纤线路端连接器(Optical Line Terminator, OLT)。 OLT 提供了光信号到电信号的转换,经本地电话公司路由器与因特网相连。在每个家庭中,通常使用路由器与 ONT 相连,并经过这台家庭路由器接入因特网。
光纤有潜力提供每秒千兆比特范围的因特网接入速率,然而,服务提供商根据不同的网络传输速率来收费,较高的速率当然花费更多。
企业和家庭接入:以太网和 WiFi
在公司和大学校园以及越来越多的家庭环境中,使用局域网(LAN)将端系统连接到边缘路由器。尽管有许多不同类型的局域网技术,但是以太网是目前为止公司、大学和家庭网络中用的最为流行的接入技术。
以太网
以太网是一种连接局域网的传统技术,它能够使设备通过协议(一组规则或通用网络语言)相互通信,以太网的接入设备可以相互识别对方。
我之前一直想了解以太网是怎样工作的,但是一直没有细致的了解,现在就来挖一下以太网的工作流程!下面是以太网的接入过程
之前的以太网用户使用双绞铜线与一台以太网交换机相连,以太网交换机或这样相连的交换机网络,则再与更大的因特网相连。使用以太网接入,用户通常以 100 Mbps 或 1 Gbps 速率接入以太网交换机,而服务器可能具有 1 Gbps 甚至 10 Gbps 的接入速率。
而最新的以太网用户可以使用双绞线和光纤线路以及交换机接入。以太网传输速率从 2.94 Mbit/s 提高到最新的 400 Gbit/s 。
有线和无线
在往下进行前,需要先讨论一下有线和无线的关系
有线 顾名思义就是使用电缆或者物理介质组成的,而有线网络是使用有线把电信号从一端传输到另一端的网络。通常在有线网络中,使用 T1线,电缆解调器或任何其他方式使用 Internet 连接。
无线 指的是由电磁波(即 EM 波)或红外波组成的介质。所有的无线设备都带有天线或者传感器。典型的无线设备包括蜂窝移动设备,无线传感器,电视遥控器,带有 WLAN 的笔记本电脑。无线网络不使用电线 进行数据通信。
它们之间的差别如下
技术指标有线网络无线网络运作速度更高相比有线网络要低,但是先进的无线技术(例如LTE,LTE-A和WLAN-11ad)将有可能实现与有线网络相当的速度系统带宽高低,因为频谱是非常稀缺的资源成本更少,因为电缆不贵无线订户站,无线路由器,无线接入点和适配器价格昂贵安装有线网络安装麻烦,需要更多时间无线网络安装简便,所需时间更少流动性受限制,因为它在有线网络连接的系统所覆盖的区域中运行没有限制,因为它在整个无线网络覆盖范围内运行传输介质铜线,光缆,以太网电磁波或无线电波或红外线网络覆盖范围扩展需要集线器和交换机来扩展网络覆盖范围相互连接的无线基站覆盖了更多区域。应用领域局域网(以太网),城域网WLAN,WPAN(Zigbee,蓝牙),红外,蜂窝(GSM,CDMA,LTE)信道干扰和信号功率损耗干扰较小,因为一个有线网络不会影响另一有线网络由于无线发射器和接收器之间的障碍(例如天气条件,墙壁反射等),干扰会更高。QoS(服务质量)更好由于抖动值高和连接设置延迟而导致的性能较差可靠性与无线同类产品相比,具有较高的优势,因为多年以来由于有线技术的存在,制成的电缆具有更高的性能。合理高,这是由于路由器故障会影响整个网络。
WiFi
如果你配置过网络,那你一定见过 WLAN(Wireless LAN) 无线计算机网络,它使用无线通信连接两个或多个设备,用来形成一个 LAN。
现在,越来越多的人通过智能手机、平板电脑和其他物品无线接入因特网。基于 IEEE 802.11 技术的无线 LAN 接入,更通俗的称为 WiFi,现在WiFi 几乎无处不在,如大学、商业办公室、咖啡厅、机场、家庭甚至是在飞机上。
广域无线接入:3G 和 LTE
iPhone 和 安卓等设备越来越多的用于在移动中发信息、在社交网络中分享照片、观看视频和播放音乐等。这些设备应用了与蜂窝移动电话相同的无线基础设施,通过蜂窝网提供商运营的基站来发送和接收分组。与 WiFi 不用的是,蜂窝网提供的范围要比 WiFi 大太多了。
下面是使用 3G 无线技术进行接入的示意图
电信公司在第三代无线技术中进行了大量的投资,3G 为分组交换广域无线因特网接入提供了超过 1Mbps 的速率。甚至更高速率的广域接入即第四代 4G 广域无线网络也已经被部署了(咳咳,我们国家已经马上5G 了谢谢)。LTE(Long-Term Evolution) 来源于 3G 技术,它能够取得超过 10Mbps 的速率。
物理媒介
在前面的内容中,我们描述了互联网接入技术,那么要进行这些互联网必然是少不了传输媒介的,那么你考虑一下这个发送过程,一个比特数据包从一个端系统开始传输,经过一系列的链路和路由器,从而到达另外一个端系统。这个比特会被转发了很多次,那么这个比特经过传输的过程所跨越的媒介就被称为物理媒介(phhysical medium),物理媒介有很多种,比如双绞铜线、同轴电缆、多模光纤榄、陆地无线电频谱和卫星无线电频谱。其实大致分为两种:引导性媒介和非引导性媒介。
双绞铜线
最便宜且最常用的引导性传输媒介就是双绞铜线,多年以来,它一直应用于电话网。从电话机到本地电话交换机的连线超过 99% 都是使用的双绞铜线,例如下面就是双绞铜线的实物图
双绞铜线由两根绝缘的铜线组成,每根大约 1cm 粗,以规则的螺旋形状排列,通常许多双绞线捆扎在一起形成电缆,并在双绞馅的外面套上保护层。一对电缆构成了一个通信链路。无屏蔽双绞线一般常用在局域网(LAN)中。
同轴电缆
与双绞线类似,同轴电缆也是由两个铜导体组成,下面是实物图