
互联网(Internet),根据音译也被叫做因特网、英特网,是基于一组通用协议相连的单一且巨大的全球化网络。
上网简史
对于大多数 00 后来说,第一次上网用的是网线,05 后第一次接触网络可能已经是 Wi-Fi 了,在这个电话座机消失的年代,应该很少人知道座机的电话线是可以上网的,这里讲讲在不同时代的人是如何上网的。
传统拨号
早期人们进入互联网就是用“拨号上网”,拨号上网之所以叫“拨号”,还是因为这个上网技术和电话相关。通过座机的电话线,然后拨打网络业务提供商(Internet Service Provider,简称ISP)的接入号就能上网了。
在 90 年前后,由于互联网的用户不多,成本没有办法分摊,所以当时并没有互联网专用线路,网民们只能借着已经发展了将近一个世纪的电话网络来帮助自己上网,上面讲到电话线只能传输模拟信号,计算机也只能识别数字信号,要上网那就必须要用到这两种信号的“翻译官”,调制解调器,英文名 Modem,音译名“猫”,它主要实现如下两个功能:
- 调制功能:当你要上网时,“猫”会把计算机发来的数字信号转换为模拟信号,这就是一个调制的过程;
- 解调功能:运营商终端响应后,“猫”会把终端发来的模拟信号转换为数字信号,这就是一个解调的过程;
最开始流行的 56k 调制解调器,最高也只能跑到 56Kb/s 的速度,不仅速度慢,由于网络和通话都要用到同一根电话线,所以一旦有人打来电话,上网就会被迫中止。
不少朋友肯定小的时候都有过把电话线的水晶头插入电脑网线接口却无法上网的经历,其一就是水晶头的规格不同,其二就是接口大小也不同,其三就是传输的信号类型也不同。
ADSL拨号
到了 21 世纪初,“ADSL拨号”才让上网变得稍微简单一点。“ADSL拨号”和“传统拨号”最大的不同就是在电话线当中多了个“电话网络分离器”,又叫 ADSL(AsymmetricDigital Subscriber Line)语音分离器,它采用频分复用技术,能够将同一根电话线路中传输的电话信号与上网用的上行信号和下行信号相互分离。
- 电话通道:平时打电话,收发传真等时使用的信号通道频段。通常在 200Hz~4KHz 之间。
- 上网上行通道,就是终端用户向网上发送信息,比如我们通过电脑上传文件、发送图片等,都是通过上行通道来实现。通常在 20KHz~138KHz 之间。
- 上网下行通道,就是我们从网上获取的所有信息,比如我们看电影、浏览新闻等等,都是经过下行通道传输给我们的。通常在 138KHz~1104KHz 之间。
由于分离器能把低频信号和高频信号分开,分别供电话和上网使用,这样就可以在同一根电话铜线上,同时传输数据和语音的模拟信号,所以在打座机电话的同时,也不会影响上网的体验。而且“ADSL拨号”上网的下载速度可以达到 1M/s,相比“传统拨号”快了近 20 倍。可以说在 ADSL 的加持下,以电话线形态为主的铜线曾经是互联网传输的“脊梁”。
光纤入户
**随着视频越来越高清,游戏画质越来越夸张,如果只在调频技术上下功夫,对于高速发展的互联网来说是远远不够的,而我们一直在用的铜线,就是最大的“软肋”。**作为接替铜线的下一代传输介质,光纤的优势在于以下几点:
- 光廉电贵:电信号通过铜线进行传递,而光信号通过光纤进行传递,从传输介质的造价来说,使用光纤的传输成本会更低廉。
- 光远电近:电信号在铜线传递的过程中,信号的衰减比较严重,大概每 100 米左右就要用中继器对信号进行调整,传输距离十分有限,而光纤的有效传输距离有 100 Km,两者相差 1000 倍。
- 光宽电窄:光的频率比电的频率更高,因此光信号单次能运输的数据量会更多。在实际运用中,光纤每秒能够传输 10T 左右的数据量,而铜线每秒只能传输 10G 左右的数据量,看的出来光纤的传输效率要比铜线更高。
- 光慢电快:电在铜线中传输,走的是直线,传输速度是 2.3 亿米 / 秒,而光在光纤中传输,走的是反射线,传输速度是 2 亿米 / 秒。
正因如初,光纤逐渐取代了铜线,转换模拟信号和数字信号的“猫”,也变成了转换光信号和数字信号的“光猫”(ONT,Optical Network Terminal)。
提醒
光猫一般由互联网服务提供商提供,它的主要功能是接收光纤信号并将其转换为电信号,然后将这个电信号通过有线或无线方式传输给后面的网络设备。
上行下行
**入户光纤是一根单模光纤线,而单模光纤是设计用来传递单个光波长的,也就是说,在任意一个时刻只能传递一种频率的光波长。**那为什么光猫能一根单模光纤就能完成信号的接收和发送?答案就是“PON网络”、“波分复用技术”、“时分复用技术”。
- PON网络:PON网络是一种利用光纤分光器物理器件特性的终端通信解决方案,它可以实现一点到多点的光纤接入,从运营商的OLT(光终端)出来的一根光纤,经过分光器(其实就是平面波导的一个盒子,里面将一根粗玻璃丝通过熔融拉锥的方式拉成多根较细的分支)变成32或者更多根光纤,进入用户家里的ONU(光猫),所以家里的光猫只是一个二叉树的叶子节点。
- **波分复用技术(WDM):简单讲,就是光纤收发信号使用两种不同波长的信号,最常见的就是1310nm 跟 1550nm 波长信号。**比方说OLT端(这个设备在小区电信机房)发用 1310nm 收用 1550nm,ONU端(就是我们家里的光猫)收就是 1310nm 发就是 1550nm,两端设备都会在光收发模块前端装一个WDM模块(有的会直接集成到光模块里),WDN模块是一个2进1出的东西,把收发信号合成一路走一根光纤到对端,然后在对端的WDM模块在分成两路,分别进收发端,从而省去一路光纤。
- **时分复用技术:因为分光器结构的特殊性,对下行信号来说,OLT(光终端)发射一束光,所有的下属ONU(光猫)都会收到这些光信号,也就是广播模式。在广播出来的消息中会标记这是送给谁的,你家的光猫从广播中听取属于自己的消息,不是送给自己的消息,光猫会自行丢弃,就算你想看也没办法,因为消息是加密的。同样也是因为分光器结构的特殊性,对上行信号来说,任意时刻都只允许一个ONU(光猫)往OLT(光终端)发射光信号,而这些信号不会被其他的ONU(光猫)收到,所以OLT(光终端)会和下属所有的ONU(光猫)商量好一个不会相互冲突的时间段,每只ONU(光猫)只能在属于自己的时间段内发射光信号,否则OLT(光终端)无法区分同一时间段之内究竟是哪个ONU(光猫)在发射光信号。**但如果你想扰乱你所在的网络,只要破解了光猫,让它不按规矩来,一直喋喋不休的发射光信号,就可以让所有共享一个OLT端口的用户家的网络瘫痪。或者你可以通过你的端口,向OLT发射远超允许功率的光,可以烧掉端口。
总之,上行和下行属于波分复用。上行的共享同一个OLT端口的不同ONU间是时分复用,下行的共享同一个OLT端口的不同ONU间也算是时分复用,只不过没有固定的时隙。
相关缩写
FTTH(Fiber to the Home)和FTTR(Fiber to the Room)都是指使用光纤技术将光纤引入用户的居住或工作空间,但它们的应用场景和覆盖范围有所不同。
FTTH(光纤到户,Fiber to the Home)
- 定义:FTTH 则指的是将光纤引入到居民住宅或家庭的最终用户。光纤直接延伸到家庭或住宅内部,为终端用户提供光纤连接。
- 应用:FTTH 是一种为家庭提供高速宽带互联网、数字电视和其他服务的先进网络解决方案。它为用户提供了更高的带宽、更低的延迟和更稳定的连接。
FTTR(光纤到房间,Fiber to the Room)
- 定义:FTTR 指的是将光纤引入到建筑物内的每个房间,通常用于酒店、宾馆、医院、学校等大型建筑物。
- 应用:在 FTTR 的情况下,每个房间都有自己的光纤连接,这可以提供更高的带宽和更稳定的网络连接,特别是在对高速互联网要求较高的场所。
综上所述,FTTH 专注于为居民提供高速的光纤连接,FTTR 更注重大型建筑内的每个房间。这两者都代表了光纤网络的不同应用场景,旨在提供更快速、稳定和可靠的网络服务。
PPPoE拨号
即使使用光纤上网,我们仍然需要“拨号”,不过这里的“拨号”早已和电话没有了联系,其主要目的是用来完成用户身份鉴别并完成计费。得益于调制解调器技术的进步,让我们连上一次网络后,之后上网就不再需要我们自己拨号了,这就是 PPPoE 拨号,也可以理解为自动拨号。
**一般家庭的局域网(LAN)内会存在多台设备,而且现在许多设备也都支持 PPPoE 拨号,比如光猫、计算机、路由器等,因此这里我们要学会如何组网,因为设备联网遵循的是谁拨号谁上网原则,如果是光猫进行了 PPPoE 拨号,那么下面有线连接、无线连接的设备都可以上网,如果电脑进行了 PPPoE 拨号,那么只有电脑自己上网。**常见的组网方案如下:
- 一台电脑连一台光猫上网,光猫拨号或电脑拨号均可;
- 多台电脑连一台光猫上网,只能是光猫拨号;
- 一台电脑连一台路由器再连一台光猫上网,光猫拨号、路由器拨号或电脑拨号均可;
- 多台电脑连一台路由器再连一台光猫上网,光猫拨号或路由器拨号均可;
- 多台电脑连一台路由器再和多台电脑连一台光猫,只能是光猫拨号;
建议
整个局域网中一般只有一个设备进行 PPPoE 拨号,所以一般都是上游设备进行一次 PPPoE 拨号,那么该设备的下游设备就不需要再次进行 PPPoE 拨号了,如果必须是下游设备拨号,那么上游设备就必须设置为桥接模式。现在都是一根光纤入户,通过光猫拨号,整个局域网的所有设备就都能连接上网络了,而且方便宽带运营商维护以及老年用户使用。
光猫拨号
光纤入户连接的第一个设备就是“光猫”,因此我们先介绍光猫设置 PPPoE 拨号。这里以天翼网关为例,我们首先找到网关的地址,一般来说都是 198.168.1.1
这个地址,或者我们也可以在光猫机身底部标签上找到(如果你未修改默认信息的话),再或者我们通过在命令行中输入 ipconfig
来找到网关地址:
在浏览器中输入网关地址,按回车键访问,就会进入到网关的登录页面,用户名已经自动填好,默认是 useradmin
,还需要输入用户密码:
这里的用户密码就在上面的光猫机身底部标签上(如果你未修改默认信息的话),就是标签中默认终端配置密码后的字符,我们将密码输入进去登录后,就会进入到如下界面:这个界面其实是普通用户界面,在里面并不能设置 PPPoE 拨号,这是因为光猫机身底部标签上提供给我们用户的是普通权限的用户,但我们可以注意到界面左侧的 Wi-Fi 标志,这是由于现代的光猫都普遍带有 Wi-Fi 功能,但光猫的 Wi-Fi 功能最初是安装宽带时为了方便调试添加的,功率并不强大,面对家中联网设备较多、覆盖面积较大、间隔较多等情况,单凭一个光猫的 Wi-Fi 功能是无法满足多设备的上网需求,最好加装一台路由器搭配使用,如果家里面有路由器的话,可以关掉光猫的 Wi-Fi 功能,以减少发热量和耗电量。
这里我通过一些特殊的方式拿到了超级用户的密码,回到开始的登录界面,用户名仍然是默认的 useradmin
,再输入超级用户的密码进行登录,界面如下:
我们点击上图中“网络”选项卡,点击第一个“宽带设置”,得到如下界面进行我们配置:
- “连接名称”选择带有
INTERNET_R_VID
字样的选项; - “封装类型”选择
PPPoE
选项; - “业务类型”选择
上网
选项; - “连接模式”选择
路由
选项,表示使用光猫自动运行 PPPoE 协议,使用宽带帐号、密码拨号联网。这种模式下,不需要路由器再次拨号,甚至不需要路由器,一些电脑等设备直接连接到光猫就可以上网; - “IP模式”选择
IPv4&IPv6
选项; - “用户名”输入宽带账号;
- “密码”输入宽带密码;
- “连接模式”选择
桥接
选项,表示光猫就是一段网线,只起到光电转换和连接作用,需要在路由器或电脑中设置 PPPoE 拨号才能上网,而且在下面也没有“用户名”和“密码”的输入项了;
警告
光猫的硬件性能有限,无法满足作为家庭网络中心节点的要求,长时间高负荷运行会导致网络不稳定、影响网速等情况。另外降低网络安全,比如光猫的安全措施远远达不到路由器的水平;无法像路由器那样设置在每天的某个时间自动重启拨号,更换IP地址,而只能使用切断光猫电源的方式来更换IP。如果长期使用同一个IP地址,会有很大的网络安全隐患。
路由器拨号
**现在我们使用路由器配置 PPPoE 拨号,前提是局域网中的其他设备的连接模式选择的是“桥接”模式。**这里我们以 TPLink 家用路由器为例,打开浏览器,清空地址栏并输入路由器的管理地址 tplogin.cn
(通过说明书或路由器底部标签确定),在弹出的设置管理密码界面中,设置 6~15 位的管理密码,点击“确认”,登录路由器管理界面。如果您已经设置管理密码,请直接输入管理密码后进入界面。
进入路由器的管理界面后,点击“设置向导”,点击“下一步”。
上网方式选择“PPPoE(ADSL虚拟拨号)”,点击“下一步”。
在对应设置框填入运营商提供的宽带账号和密码,并确定该账号密码输入正确,点击“下一步”。
SSID 即无线网络名称(可根据实际需求设置),选中 WPA-PSK/WPA2-PSK 并设置 PSK密码,点击“下一步”。
点击“重启”,设置向导完成。
至此,路由器已经设置完成。电脑连接路由器后可以直接打开网页上网,不用再使用电脑上的"宽带连接"来进行拨号了。如果您还有其他电脑需要上网,用网线直接将电脑连接在路由器 1、2、3、4 任意一个空闲的 LAN 口即可上网;如果是笔记本、手机等无线终端,连接上路由器的无线信号即可上网,不需要再配置路由器。
[!ATTENTION]
许多用户因为输错宽带账号密码导致无法上网,请仔细检查输入的宽带账号密码是否正确,注意区分中英文输入、字母大小写、后缀是否完整等。如果不确认,请咨询宽带运营商。
计算机拨号
**最后我们使用计算机配置 PPPoE 拨号,前提是局域网中的其他设备的连接模式选择的是“桥接”模式。**打开电脑的开始菜单,找到设置。如下图:
点击进入设置以后,在弹出的界面里找到网络和Internet选项。如下图:
点击进入网络和Internet选项,在弹出的界面里找到并点击拨号,再在切换的界面里找到设置新连接。如下图:
点击设置新连接,界面会默认选择“连接到 Internet”,此时直接点击下一步。如下图:
点击下一步以后,在弹出的界面里找到并点击设置新连接。如下图:
点击设置新连接选项,在弹出的界面里找到并点击宽带。如下图:
点击宽带以后,在弹出的界面里输入宽带帐号和密码,然后点击连接即可。如下图:
提醒
如果别人知道你的宽带账号和密码是否就能盗用你的宽带上网?答案是不会的,一般账号和线路都是绑定在一起的,绑定后的宽带账号不能在其他地方使用,只能在报装地点使用,除非他把你的宽带线也一起盗用了。