寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)研究

黃小兵

摘 要：近些年，隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)寬帶、局域網(wǎng)以及城域網(wǎng)等提出了更高的要求。本文就結(jié)合寬帶城域網(wǎng)的概念、結(jié)構(gòu)以及特征，對(duì)寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹與分析。

關(guān)鍵詞：寬帶；信息技術(shù)；城域網(wǎng)；局域網(wǎng)；計(jì)算機(jī)；組網(wǎng)

所謂城域網(wǎng)是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸演變而來的，具體是指介于局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)之間，實(shí)現(xiàn)城市與郊區(qū)范圍內(nèi)所有信息實(shí)時(shí)交換與傳輸?shù)囊环N網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)該說，城域網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)成為了構(gòu)建現(xiàn)代城市的信息基礎(chǔ)設(shè)施，它是國(guó)家信息高速公路與城市廣大用戶的中間環(huán)節(jié)。實(shí)施城域網(wǎng)的主要目的就是通過通用、單一，甚至公共網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，將相關(guān)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音以及視頻等媒體信息高速有效的傳輸給用戶。

1 概述

本文所講的寬帶城域網(wǎng)其實(shí)是利用SDH、IP以及ATM還有MPLS、GE等高科技技術(shù)，將相關(guān)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音以及視頻服務(wù)融合在一起的多功能、多業(yè)務(wù)。超寬帶的開放型通信網(wǎng)絡(luò)。從本質(zhì)上講，它是一個(gè)基于IP/TCP協(xié)議的分組化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。從橫向來看，寬帶城域網(wǎng)的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是由若干交換節(jié)點(diǎn)所組成的主干網(wǎng)，以及由若干交換節(jié)點(diǎn)所組成的接入網(wǎng)，還有實(shí)現(xiàn)兩者連接的傳輸網(wǎng)組成。從縱向來看，寬帶城域網(wǎng)的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以依據(jù)標(biāo)注劃分成為由核心交換設(shè)備以及骨干傳輸設(shè)備所組稱的核心層；以及由語(yǔ)音接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備、多業(yè)務(wù)接入設(shè)備還有路由器、二/三層交換機(jī)等接入節(jié)點(diǎn)所組成的接入策劃那個(gè)；由路由器或者是三層交換機(jī)所組成的匯接層，它的作用主要就是在接入層和核心層之間，起到匯集和疏導(dǎo)所有業(yè)務(wù)，此外也包括用戶接入層。

IP全光網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前用戶接入層以及接入網(wǎng)未來發(fā)展的方向。但在實(shí)現(xiàn)光纖到桌面之前，最終用戶可以依據(jù)實(shí)際需求以及具體情況，對(duì)XDSL銅線接入以及Ethernet接入、HFC接入、LMDS寬帶接入還有ATM PON光纖接入進(jìn)行靈活選擇，從而真正幫助用戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、方便實(shí)用的目的。此外，本文所說的寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)并不包含對(duì)用戶接入層以及接入網(wǎng)的建設(shè)。

不管哪種類型的寬帶城域網(wǎng)，均選擇使用了光傳送通道。由于一般性的寬帶城域網(wǎng)實(shí)際覆蓋范圍約為100km，所以光傳送通道內(nèi)部的物理層多使用廉價(jià)的單模光纖G.652。城域網(wǎng)使用的G.652單模光纖正向1300-1700mm全波長(zhǎng)工作窗口的全波光纖即G.652C單模光纖方向發(fā)展，從而適應(yīng)和滿足密集波分復(fù)對(duì)波道屬增加的需求。另外，因?yàn)槠涓采w范圍相對(duì)較小，所以城域網(wǎng)所選擇的光器件同長(zhǎng)途網(wǎng)存在較大區(qū)別。激光器以及接收器還有分插復(fù)用器等設(shè)備要求要遠(yuǎn)低于長(zhǎng)途網(wǎng)，也不會(huì)使用放大器以及再生器等中繼器件，所以從這方面講，具有成本低的優(yōu)勢(shì)。光傳送通道內(nèi)部的光層則會(huì)依據(jù)器實(shí)際情況來選擇使用波分復(fù)用（即WDM）、稀密集波分復(fù)用（即CDWDM）還有空分復(fù)用等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)?；诠鈧魉屯ǖ溃軌蜻x擇不同類型的組網(wǎng)方案來完成寬帶城域網(wǎng)相應(yīng)網(wǎng)關(guān)信號(hào)的控制、交換以及傳輸，這也是現(xiàn)階段構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)中的重點(diǎn)所在。

2 IP over ATM

主要是將數(shù)據(jù)包依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)全部封裝成既定的ATM信元，并通過ATM信元的形式在其信道中進(jìn)行傳輸；而實(shí)行交換時(shí)則主要依據(jù)IP包上現(xiàn)有地址利用某種機(jī)制進(jìn)行相應(yīng)的路由處理，并按照已經(jīng)計(jì)算、設(shè)計(jì)好的路由來構(gòu)建虛電路，以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。從某種意義上說，IP與ATM相結(jié)合的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)連接與無連接的統(tǒng)一，換言之就是交換與選路之間的優(yōu)化組合，即將ATM速度快、多業(yè)務(wù)支持以及容量大等優(yōu)點(diǎn)與IP的易擴(kuò)充、簡(jiǎn)單、靈活以及統(tǒng)一性好等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

它的缺點(diǎn)就是ATM為了有效保護(hù)其傳輸?shù)母鞣N業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的應(yīng)用機(jī)制不僅復(fù)雜，同時(shí)還會(huì)對(duì)以IP為主導(dǎo)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)造成一定寬帶浪費(fèi)。此外IP over ATM基本無法完成將IP優(yōu)先級(jí)分類（即COS）分類映射整體映射到ATM的Qos上，所以也就無法提供相應(yīng)的QoS。

MPLS技術(shù)則很好的解決了IP over ATM所呈現(xiàn)出的缺點(diǎn)。MPLS通過將路由以及選路分開，通過標(biāo)簽對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行引導(dǎo)以通過網(wǎng)絡(luò)路徑，從而實(shí)現(xiàn)在無連接網(wǎng)絡(luò)種接入一定連接特性。應(yīng)用于IP over ATM時(shí)，即IP over ATM over MPLS可以選擇使用ATM中的高效傳輸交換方式，摒去了較為復(fù)雜、繁瑣的ATM信令，將IP技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很好的融入至ATM內(nèi)部的高效硬件中去，從而在實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的同時(shí)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)成本。此外MPLS能夠通過顯式路由方式或者無連接方式提供全面的連接服務(wù)，同時(shí)又能據(jù)此提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)QoS。MPLS作為現(xiàn)階段將路由與轉(zhuǎn)發(fā)有效區(qū)分的三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是既能對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供支持，同時(shí)又具備一定后向兼容性，從而對(duì)現(xiàn)有投資起到了很好的保護(hù)作用；另外可以對(duì)目前流行的主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行合理兼容，有效地促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的互通互聯(lián)。

當(dāng)前，在SDH基礎(chǔ)之上也可實(shí)現(xiàn)IP over ATM，也就是IP over ATM over SDH，它能夠在光傳送通道實(shí)現(xiàn)直接傳輸。前者所講的是將ATM虛電路（即VC）所轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)包全部映射到SDH中的VC-3/VC-4中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過SDH這種生存性、可靠性更高，也最為成熟的傳送技術(shù)來為相關(guān)的IP業(yè)務(wù)以及ATM業(yè)務(wù)還有以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、DDN等業(yè)務(wù)提供支持。嚴(yán)格講，這是一種最為保守同時(shí)也最為成熟的寬帶城域網(wǎng)解決技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，且已經(jīng)在電信商中推廣應(yīng)用開來；而且缺點(diǎn)就是由于使用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以在成本以及效率方面并無較大競(jìng)爭(zhēng)力，因此在現(xiàn)階段全新的寬帶城域網(wǎng)中應(yīng)用不多。IP over ATM over MPLS，通過應(yīng)用支持ATM環(huán)網(wǎng)功能的ATM交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)SDH內(nèi)部的自愈保護(hù)功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸網(wǎng)的有效控制和管理。所以從某種程度上講，只需要構(gòu)建起一個(gè)統(tǒng)一、合理的ATM網(wǎng)，就能提供全部的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)，這不但方便日后進(jìn)行管理，同時(shí)還能節(jié)省投資，所以被廣泛應(yīng)用開來。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，人們?cè)絹碓疥P(guān)注寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)建設(shè)。而由于受寬帶城域網(wǎng)發(fā)展及其應(yīng)用復(fù)雜性的影響，出現(xiàn)了諸多組網(wǎng)方案。在光纜網(wǎng)尚直接架構(gòu)萬(wàn)兆或者千兆的以太網(wǎng)成為了現(xiàn)階段構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)的主流方式，此外，隨著彈性分組環(huán)（即RPR）的不斷發(fā)展與成熟，也將會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商所關(guān)注的焦點(diǎn)。而本文主要以IP over ATM組網(wǎng)方式為例，結(jié)合寬帶城域網(wǎng)的概念及特點(diǎn)，對(duì)寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)進(jìn)行介紹與討論，為日后進(jìn)一步研究寬帶城域網(wǎng)技術(shù)以及構(gòu)建寬帶城域網(wǎng)提供了一定理論支持。

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