寬帶IP城域網(wǎng)的技術(shù)及應(yīng)用

衡水學(xué)院 白 華

1.寬帶城域網(wǎng)的定義

1.1 寬帶IP城域網(wǎng)

寬帶城域網(wǎng)是根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的需要而建設(shè)的城市范圍內(nèi)的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)，是寬帶骨干網(wǎng)絡(luò)在城市范圍內(nèi)的延伸，并作為本地的公共信息服務(wù)平臺(tái)組成部分，負(fù)責(zé)承載各種多媒體業(yè)務(wù)，為用戶提供多種接入方式，滿足各類用戶對(duì)各種多媒體業(yè)務(wù)的需求。現(xiàn)在有三種網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)營(yíng)：電信交換網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)。

1.2 寬帶IP城域網(wǎng)的接入方式

寬帶城域網(wǎng)面對(duì)大量的用戶，不同的用戶對(duì)接入速率、服務(wù)質(zhì)量、費(fèi)用等要求不盡相同，因此對(duì)接入方式也有不同的要求。目前能夠?qū)崿F(xiàn)的寬帶接入方式主要有以下幾種：

FTTx：包括光纖到桌面路邊（FTTD）、光纖到家庭（FTTH）、光纖到大樓（FTTB）、以及（FTTC）等。FTTx方式一般使用FTTx＋LAN形式，即在光纖的終點(diǎn)連結(jié)局域網(wǎng)，用戶只需接入本地局域網(wǎng)就可獲得10～100M的使用帶寬，而且費(fèi)用比較便宜，是一種比較好而經(jīng)濟(jì)的方式。

xDSL：包括HDSL，ADSL，VADSL等，當(dāng)前主要使用的是ADSL。它在已經(jīng)廣泛鋪設(shè)的銅纜上采用新的數(shù)字解調(diào)技術(shù)，為用戶提供比較高的接入帶寬。其優(yōu)勢(shì)是可充分利用現(xiàn)有的鋼纜資源，技術(shù)比較成熟，但是局端投資比較大，傳輸距離限制在l～5公里以內(nèi)。

HFC：這種技術(shù)適合于在有線電視的同軸電纜線上開(kāi)展寬帶接入業(yè)務(wù)，但是需要對(duì)現(xiàn)有的同軸電纜有線電視網(wǎng)進(jìn)行雙向改造，并且單個(gè)節(jié)點(diǎn)下用戶數(shù)目有一定限制。

以上這些接入技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中往往被結(jié)合起來(lái)使用，并且與網(wǎng)管系統(tǒng)一起組成一個(gè)完整的接入系統(tǒng)。

2.IP城域網(wǎng)的建設(shè)原則

2.1 網(wǎng)絡(luò)層次清晰化。構(gòu)建邏輯層次清晰的城域骨干網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)。（如圖1所示）

城域骨干網(wǎng)是業(yè)務(wù)接入控制點(diǎn)及控制點(diǎn)以上的城域網(wǎng)核心路由器組成的三層路由網(wǎng)絡(luò)，劃分為核心層和業(yè)務(wù)接入控制層兩層。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化。實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)的大容量、少節(jié)點(diǎn)、接入網(wǎng)廣覆蓋，減少網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)，減少非主流技術(shù)和設(shè)備的種類。

2.3 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差異化。通過(guò)在IP網(wǎng)部署區(qū)分服務(wù)機(jī)制，為不同用戶和不同業(yè)務(wù)提供不同QoS等級(jí)的差異化服務(wù)。

2.4 管理控制集中化。通過(guò)業(yè)務(wù)接入控制層實(shí)現(xiàn)集中的業(yè)務(wù)提供和控制，同時(shí)建立集中的認(rèn)證計(jì)費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，提高網(wǎng)絡(luò)的可管理性，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商級(jí)業(yè)務(wù)支撐和網(wǎng)絡(luò)管理。

2.5 設(shè)備要求規(guī)范化。通過(guò)制定規(guī)范，明確新增網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持IP網(wǎng)業(yè)務(wù)開(kāi)展所需的功能、性能、管理和互通性等要求，確保未來(lái)網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的支撐。

3.寬帶IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前骨干網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，針對(duì)不同的運(yùn)營(yíng)環(huán)境有ATM、GE、POS、DPT等多種技術(shù)供運(yùn)營(yíng)商選擇。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，首先要綜合考慮技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)成熟性和標(biāo)準(zhǔn)化。例如萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)盡管會(huì)是未來(lái)城域網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，但是就目前技術(shù)發(fā)展程度而言，GE無(wú)論是在技術(shù)成熟度、標(biāo)準(zhǔn)化方面，還是在價(jià)格等方面都是一個(gè)更合適的選擇。其次對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)要對(duì)所建城域網(wǎng)現(xiàn)在和將來(lái)要開(kāi)放什么業(yè)務(wù)，面對(duì)的重點(diǎn)用戶群是誰(shuí)等有一個(gè)清晰的目標(biāo)，這樣才能更好地選擇合適的技術(shù)。

總的來(lái)說(shuō)，要建設(shè)一個(gè)可運(yùn)營(yíng)可管理的電信級(jí)寬帶IP城域網(wǎng)，采用什么技術(shù)是一個(gè)非常復(fù)雜的決策過(guò)程。

3.1 ATM技術(shù)

ATM采用53字節(jié)固定長(zhǎng)度的信元(Cell)作為最基本的傳輸單元，利用IPOA、LANE、MPOA和MPLS等協(xié)議來(lái)承載IP。它的優(yōu)點(diǎn)在于可以把不同的服務(wù)(FR、DDN、Voice、D1)集中到一個(gè)管道中，并提供分類管理，同時(shí)可以提供強(qiáng)大的流控機(jī)制但ATM在傳輸IP業(yè)務(wù)時(shí)存在協(xié)議過(guò)于復(fù)雜，信頭協(xié)議太大，設(shè)備價(jià)格高而速率有上限(目前ATM接口最高速率是2.5G，而且622M和2.5G接口價(jià)格非常高)。

3.2 千兆以太網(wǎng)技術(shù)

GE技術(shù)基于傳統(tǒng)的成熟穩(wěn)定的以太網(wǎng)技術(shù)，設(shè)備價(jià)格較低。它可以自然的方式來(lái)升級(jí)現(xiàn)有的以太網(wǎng)、工作站、管理工具和管理人員的技能，實(shí)現(xiàn)與用戶原有以太網(wǎng)的無(wú)縫連接，中間不需要任何格式轉(zhuǎn)換，大大提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和處理能力?？梢哉f(shuō)GE的突出優(yōu)勢(shì)是低帶寬成本以及簡(jiǎn)單、易用和對(duì)IP的無(wú)縫支持。但在流量控制和帶寬管理、可管理性和安全等方面能力則還有待于進(jìn)一步完善。

圖1 IP網(wǎng)絡(luò)邏輯層次

3.3 DPT(動(dòng)態(tài)包傳輸)技術(shù)

DPT技術(shù)是基于光纖傳輸?shù)膬?yōu)化包傳輸，結(jié)合了IP路由的帶寬效率、成本有效性和服務(wù)豐富性以及光纖環(huán)的帶寬豐富性和積極自愈功能，提供了下一代數(shù)據(jù)化的光纖傳輸解決方案，最大限度的提高了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健性和可用性。DPT采用分組環(huán)解決方案，充分利用帶寬復(fù)用功能，比TDM的SDH設(shè)備和分/插復(fù)用器(ADM)等組網(wǎng)方式經(jīng)濟(jì)便宜。

4.寬帶IP城域網(wǎng)建設(shè)方案

4.1 城域骨干網(wǎng)

考慮到網(wǎng)絡(luò)中心與縣市（區(qū)）間光纖資源有限以及骨干網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性，將城域IP骨干網(wǎng)架設(shè)在獨(dú)立光傳送平面（采用波分技術(shù)）之上，形成雙平面的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即光傳送平面、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平面。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平面除IP網(wǎng)絡(luò)外，還有數(shù)字電視專網(wǎng)、TDM專網(wǎng)等。（如圖2所示）

4.2 寬帶接入網(wǎng)

寬帶接入網(wǎng)的接入層通過(guò)各種接入技術(shù)和線路資源實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的覆蓋，并提供多業(yè)務(wù)的用戶接入，配合完成用戶流量控制功能。接入層一般由中小規(guī)格的交換機(jī)、CMTS頭端設(shè)備、PON的OLT設(shè)備、IPQAM頭端設(shè)備等組成。

4.3 IP多業(yè)務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)

目前網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)上的城域網(wǎng)IP多業(yè)務(wù)平臺(tái)構(gòu)建主要分兩種，一種是Metro-DWDM方案，另一種是MSPP方案。

圖2 網(wǎng)絡(luò)的雙平面架構(gòu)

目前全國(guó)各地的寬帶ip城域網(wǎng)已從最初的如火如荼的建設(shè)到現(xiàn)在的較為平穩(wěn)的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)需求要求運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇、業(yè)務(wù)提供、設(shè)備的選擇一直到運(yùn)營(yíng)管理都要和投資回收建設(shè)成本乃至贏利緊密結(jié)合考慮。尤其是以太網(wǎng)接入作為一種有中國(guó)特色的接入手段，在目前用戶有強(qiáng)烈需求但規(guī)模效益不明顯的形勢(shì)下，如何使寬帶ip城域網(wǎng)骨干網(wǎng)的建設(shè)與擴(kuò)容更有效的配合以太網(wǎng)接入網(wǎng)以獲得更大的收益，更是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。在這方面，要特別關(guān)注的是RPR的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程，它肯定會(huì)使基于GE的多業(yè)務(wù)平臺(tái)成為寬帶ip城域網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

[1]MOERMAN K,FISHBURN J,LASSERRE M,et al.Utah’s UTOPIA:An Ethernet-based MPLS/VPLS triple play deployment[J].IEEE Communications Magazine,2005,43(11):142-150.

[2]Michael Wynston.Csico Enterprise Management Solutions[M].USA:Cisco Press,2001.

[3]徐名海,糜正琨.VPLS技術(shù)及其應(yīng)用[J].中興通訊技術(shù),2008,11.

[4]小托馬斯等著,長(zhǎng)江網(wǎng)絡(luò)工作室譯.創(chuàng)建可擴(kuò)展的cisco網(wǎng)絡(luò)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.

[5]李曉東,陶德勝,何石.泰州廣電IP城域網(wǎng)的建設(shè)及應(yīng)用.