阅读以下某单位宽带网络接入的技术说明,根据要求回答问题1至问题6。【说明】 接入网(AN)泛指用户网络接口(UNI)与业务节点接口(SNI)间实现传送承载功能的实体网络。其目标是建立一种标准化的接,方式,以一个可监控的接入网络,使用户能够获得话音、租用线业务、数据多媒体、有线电视等综合业务。某单位宽带网络接入实现数据、视频等综合服务的网络拓扑结构图如图 1-12所示。
问答题 请指出图1-12中(1)空缺处传输的是模拟信号,还是数字信号?
【正确答案】正确答案:数字信号
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握宽带接入网络传输信号的基本常识题。本题的解答思路如下。 1)由如图1—12所示的网络拓扑图中“有线节目源”、“自办节目源”、“电话信号”和“电话机”、“电视机”设备等可知,(1)空缺处所在的网络属于光纤同轴电缆混合接入传输系统HFC。 2)完整的HFC网络系统包括①局端系统CMTS、②用户终端系统和③HFC传输网络。 3)在HFC网络中,局端系统CMTS主要完成数据到射频RF信号的转换,即将计算机网络的数字信号与有线电视网(CATV)的射频信号进行混合,并送入到HFC网络中。它也可作为业务接入设备,通过以太网挂接本地服务器,提供本地业务。 4)在HFC网络中,电缆调制解调器(Cable MODEM)就是用户终端设备,它接收从CMTS发送来的QAM调制信号,解调后转换成MPEG2或MPEG2-TS格式的数据帧,以重建以太帧。从计算机接收到的以太帧被封装在时隙中,经QPSK调制后,通过HFC网络的上行数据通路传送给CMTS。 5)由此可见,在如图1-12所示网络拓扑图中有线电视台的电视信号、公用电话网的话音信号和数据网的数据信号送入合路器并形成混合信号后,再通过光缆线路送至各个小区的光纤节点,再经过同轴分配网络送至用户本地综合服务单元,并分别将电视信号送到用户的电视机、语音信号送至电话机、数据信号经电缆调制解调器送至用户的个人计算机。 因此,图1-12中(1)空缺处传输的是数字信号。
问答题 图1-12中(2)空缺处是什么设备?该设备在本宽带网络中完成哪些功能?
【正确答案】正确答案:混合器 完成HFC网络CMTS数据与电视节目视频信号、语音信号的合成发送和接收的功能
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握HFC宽带接入网络关键设备及其功能的理解分析题。本题的解答思路如下。 1)由问题1分析可知,本宽带接入网络属于光纤同轴电缆混合接入传输系统(HFC)。为支持视频等高带宽的数据传输,在图1-12中与因特网Internet互连的路由器(Router)需选用宽带路由器(例如Cisco 3700系列路由器)。 2)在如图1-12所示的网络拓扑图中,与因特网Internet互连的路由器(Router)至(2)空缺处设备传输的是IP数据包等数据信号。 3)在如图1-12所示的网络拓扑图中,输入至(2)空缺处设备的信号还有“有线节目源”、“自办节目源”、“电话信号”等。可见,(2)空缺处设备将完成HFC网络CMTS数据与电视节目视频信号、语音信号的合成发送和接收的功能,因此,该空缺处的网络设备是一台混合器。
问答题 请指出图1-12中(3)空缺处的网络名称。在如图1-12所示的网络拓扑结构中,(4)空缺处所使用的设备至少应提供哪几种物理接口?
【正确答案】正确答案:HFC传输网络,或HFC分配网络 75Ω的宽带同轴电缆接口、10Base-Tx Ethernet接口
【答案解析】解析:这也是一道要求读者掌握HFC宽带接入网络关键设备及其功能的理解分析题。本题的解答思路如下。 1)由问题1分析可知,完整的HFC网络系统包括①局端系统CMTS、②用户终端系统和③HFC传输网络。 2)在如图1-12所示的网络拓扑图中,(4)空缺处是放置在用户家中的终端设备,连接用户个人计算机、电视机、电话机和HFC网络,构成用户的端系统。它提供用户数据的接入,并与CMTS一起组成一个数据通信系统。可见,(4)空缺处应使用电缆调制解调器(Cable MODEM),来满足家庭的视频和数据服务。 3)电缆调制解调器(Cable MODEM)使用75Ω的宽带同轴电缆传输媒体与HFC网络相连。它接收从CMTS发送来的QAM调制信号,解调后转换成MPEG2或MPEG2-TS格式的数据帧,通过10Base-Tx Ethernet接口送到用户个人计算机。当计算机送来用户的以太网数据帧时,它将其封装在时隙中,并经 QPSK调制后,通过HFC网络的上行数据通路传送给CMTS。 因此,(4)空缺处所使用的电缆调制解调器至少应提供2种物理接口,分别是75Ω的宽带同轴电缆接口、10Base-Tx Ethernet接口。另外,该设备通常还提供一个RS-232异步通信接口。 4)在如图1-12所示的网络拓扑图中,(3)空缺处的网络位于(2)混合器和(4)电缆调制解调器之间,属于HFC网络系统中的HFC传输网络(有时,也称为HFC分配网络)。 HFC传输网络由①馈线网、②配线网和③用户引入线等3部分组成。其中,①馈线网是指前端(HE)通过一专用的直接的无源光纤连接至服务区(SA)的光纤节点之间的部分。这一连接结构相当于将原树形——分支网络结构改成了星形拓扑结构。②配线网是指服务区(SA)的光纤节点和分支节点之间的部分。③用户引入线是指分支节点至用户之间的线路。
问答题 在图1-12所示的网络拓扑图中,欲使内部网具有构造虚拟网的功能,图中(5)空缺处的交换机应具有哪些功能?
【正确答案】正确答案:应选用支持VLAN功能的交换机
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握小型局域网组网设备功能选择的理解分析题。本题的解答思路如下。 1)在如图1-12所示的网络拓扑图中,该单位的Web/DNS服务器、E-mail服务器和认证服务器均直接连接到(5)空缺处的交换机。为了使该单位的宽带接入网络获得更好的网络性能,通常采用分层的网络结构,建议(5)空缺处的交换机选用三层交换机。 2)通过光缆将(5)空缺处的三层交换机与内部网的二层交换机互连。 3)试题中关键信息“虚拟网”,是指在物理网络基础架构上,利用交换机和路由器的功能,配置网络的逻辑拓扑结构,从而允许网络管理员任意地将一个局域网内的任何数量网段聚合成一个个用户组,就好像它们是一个个独立的局域网。 4)可见,在如图1-12所示的网络拓扑图中,欲使内部网具有构造虚拟网的功能,(5)空缺处的交换机应选用支持VLAN(虚拟局域网,Virtual LAN)功能的交换机。
问答题 在图1-12所示的网络拓扑图中,(A)连接点的双绞线应连接到什么设备上才能获得正常的网络服务?
【正确答案】正确答案:将(A)连接点的双绞线应连接到宽带路由器(Router)上
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握小型局域网组网设备互连的理解分析题。本题的解答思路如下。 1)由问题5分析可知,(5)空缺处是一台三层交换机,处理的是内部网与Internet网相互之间通信的 IP数据包。 2)由试题关键信息“(A)连接点的双绞线”可知,(5)空缺处的三层交换机是通过以太网电接口(而非光纤接口)与即将连接的设备之间实现互连,传输媒体可能是一根超5类的双绞线(或6类双绞线)。 3)为了使该单位的Web/DNS服务器、E-mail服务器和认证服务器能正常对Internet网的用户提供相应的网络服务,同时使内部网的计算机(PC1~PCn)能够正常访问Internet网所提供的服务,通常将(A)连接点的双绞线连接到宽带路由器(Router)上,即将(5)空缺处的三层交换机置于宽带路由器和混合器之间。
问答题 为保证内部网络的安全保密性,在如图1-12所示的网络拓扑图中,(6)空缺处应选用什么设备?如果将该设备放置在路由器Router和设备(2)之间,整个网络的安全级别是否会提高?请用150字以内的文字简要列出理由。
【正确答案】正确答案:防火墙设备 无法防范普通Internet用户对涉密子网的访问,整个网络的安全级别反而降低了
【答案解析】解析:这也是一道要求读者掌握小型局域网组网设备选择的理解分析题。本题的解答思路如下。 1)在如图1-12所示的网络拓扑图中,(6)空缺处设备介于(5)空缺处的三层交换机和内部网的二层交换机之间。为保证内部网络的安全保密性,(6)空缺处可选用一台防火墙设备。 2)(6)空缺处的防火墙设备可对内部网实施安全保密,但不影响内外部用户对Web/DNS服务器、 E-mail服务器和认证服务器的访问。 3)如果将(6)空缺处的防火墙设备放置在路由器Router和混合器之间,则处于Internet网的普通用户可通过宽带路由器(Router)→(5)空缺处的三层交换机→内部网的二层交换机→内部服务器的路径访问内部涉密子网,即无法防范普通Internet用户对涉密子网的访问,整个网络的安全级别反而降低了。