超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)探討

陳振 賀方

【摘要】 用戶對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的追求、信息需求以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，是網(wǎng)絡(luò)科技得以發(fā)展創(chuàng)新的關(guān)鍵推動(dòng)力。每個(gè)國(guó)家信息化發(fā)展水平衡量的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)就是寬帶發(fā)展的程度。隨著信息化與工業(yè)化融合進(jìn)程的不斷加快，當(dāng)前云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展?jié)u具規(guī)?；鐣?huì)對(duì)于超寬帶、超大規(guī)模用戶及海量終端接入下的綜合信息化服務(wù)的要求不斷提升。為了全面沖破我國(guó)寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸期，建設(shè)寬帶網(wǎng)絡(luò)帶動(dòng)跨越發(fā)展，超寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)勢(shì)在必行。本文重點(diǎn)分析了超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路及相關(guān)關(guān)鍵的技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 超寬帶 城域網(wǎng) 架構(gòu)設(shè)計(jì) 關(guān)鍵技術(shù)

寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)對(duì)于流量匯聚及用戶接入等功能的實(shí)現(xiàn)意義重大，是我國(guó)進(jìn)行信息建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。寬帶城域網(wǎng)要想充分滿足國(guó)家對(duì)于信息化建設(shè)與發(fā)展的需求，就應(yīng)當(dāng)具備平滑擴(kuò)展、綠色節(jié)能、融合承載、超寬帶接入等多方面的特點(diǎn)。

一、超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)思路

超寬帶局域網(wǎng)體系建設(shè)與發(fā)展的目標(biāo)就是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)及用戶之間的協(xié)同，在充分保障并有效提升網(wǎng)絡(luò)用戶的體驗(yàn)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，有效降低比特能耗，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。所以，超寬帶城域網(wǎng)體系不但要囊括業(yè)務(wù)及用戶承載平臺(tái)，還應(yīng)當(dāng)包括策略控制等多個(gè)層面。

1.1.1 超寬帶城域承載層

利用不同的接入方式，在光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上應(yīng)用All-IP架構(gòu)，能夠滿足大規(guī)模終端/用戶以任意的方式隨時(shí)隨地進(jìn)行接入、承載。就承載的角度來(lái)分析，超寬帶城域網(wǎng)應(yīng)當(dāng)解決承載效率提升、覆蓋范圍延伸及網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展等多個(gè)問(wèn)題。

1.1.2 超寬帶策略控制層

策略控制層是能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)及用戶之間有效協(xié)同的一個(gè)重要功能載體，其具備了流量管理、資源管理、策略控制及融合AAA等多方面功能，利用系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的交互、共享及綜合分析，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)及用戶之間信息的有效交流及溝通。[1]

1.1.3 運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)

運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)及用戶有效協(xié)同的一項(xiàng)必要條件，其覆蓋著業(yè)務(wù)層、策略控制層、承載層等多個(gè)層面，具備客戶服務(wù)、營(yíng)業(yè)以及計(jì)費(fèi)等功能。利用資源與信息的共享特征，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)及用戶之間有關(guān)功能的部署及信息的及時(shí)流轉(zhuǎn)。[2]超寬帶城域網(wǎng)的支撐系統(tǒng)能夠在原有的系統(tǒng)之上進(jìn)行完善與升級(jí)，以此來(lái)滿足超寬帶城域網(wǎng)體系的運(yùn)行需求。

1.1.4 超寬帶城域安全體系

安全體系包括策略控制層、承載層等多個(gè)方面，其主要利用全網(wǎng)分布式的安全感知及管控、內(nèi)容安全管控及終端安全防護(hù)等方式，實(shí)現(xiàn)超寬帶城域網(wǎng)體系下的業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)及用戶安全保障。

1.2 承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路

為了充分滿足大規(guī)模超寬帶承載與接入的需求，超寬帶城域網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是建立在架構(gòu)扁平化及全光網(wǎng)絡(luò)之上的網(wǎng)絡(luò)-平臺(tái)協(xié)同及IP-傳輸協(xié)同的融合承載架構(gòu)。每一類網(wǎng)元都能夠依據(jù)角色定位從而具有拓?fù)涓兄?、資源感知、內(nèi)容感知及認(rèn)證授權(quán)等能力，方便實(shí)現(xiàn)與策略控制層之間的交互。

1.2.1 架構(gòu)扁平化基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)邊緣能夠提供容量很大的接入能力，而網(wǎng)絡(luò)核心能夠提供高效能的轉(zhuǎn)發(fā)能力，這是扁平化基礎(chǔ)之上的城域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化的一項(xiàng)非常重要的前提條件。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的主要手段就是優(yōu)化網(wǎng)元布局及減少網(wǎng)絡(luò)層次。其中，優(yōu)化網(wǎng)元布局是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，始終本著“少局所、大容量”的原則，在光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)接入控制網(wǎng)關(guān)部署進(jìn)行全面優(yōu)化，在不影響接入控制點(diǎn)擴(kuò)展性的前提下，盡可能壓縮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本；[3]減少網(wǎng)絡(luò)層次指的是寬帶接入網(wǎng)通過(guò)長(zhǎng)距離、大容量PON來(lái)實(shí)現(xiàn)超寬帶用戶在多個(gè)場(chǎng)景下接入的需求，并且能利用OLT與網(wǎng)關(guān)BRAS/SR直接連接并實(shí)現(xiàn)控制，最終對(duì)網(wǎng)絡(luò)接入層次進(jìn)行簡(jiǎn)化。

1.2.2 基于IP-傳輸協(xié)同之上的承載效率的提高

城域范圍內(nèi)的IP-傳輸協(xié)同設(shè)計(jì)思路主要是OTN的引入，并且實(shí)現(xiàn)光層與IP層之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。通過(guò)IP層高效報(bào)文處理及業(yè)務(wù)感知的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)先傳送小流量的目的；通過(guò)OTN的超長(zhǎng)距離、低成本、大容量的傳輸能力，能夠使其優(yōu)先傳送大流量。不僅如此，OTN端口匯聚及支線路分離等特征，能夠在城域IP層寬帶能力及光纖不足時(shí)，將OTN引入，最終優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1.3 策略控制層設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)超寬帶策略控制層的過(guò)程中，可以引入與計(jì)算的理念與相關(guān)技術(shù)，在原有的承載平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整合，構(gòu)建云化承載控制平臺(tái)。云計(jì)算基礎(chǔ)上的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)規(guī)范化結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的交互、共享及綜合分析，使得獨(dú)立的子系統(tǒng)變得更加標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，最終實(shí)現(xiàn)同一環(huán)境中不同系統(tǒng)的共同運(yùn)作。[4]

二、超寬帶城域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 IP及OTN協(xié)同技術(shù)

IP及OTN協(xié)同是在OTN上引入VLAN子接口或在路由器上引入通道化OTN技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)OTN設(shè)備與路由器在物理接口方面的相互接通。為了滿足超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)及承載方面的需求，將PID技術(shù)與EOO技術(shù)作為基礎(chǔ)，逐步提升OTN靈活組網(wǎng)及資源調(diào)度的能力。其中，EOO技術(shù)能夠?qū)⒁蕴W(wǎng)幀映射至OTN幀，發(fā)揮出集成二層交換的功能，從而實(shí)現(xiàn)WDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息分組基礎(chǔ)之上的二層傳送、匯聚及交換，構(gòu)建出與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理相關(guān)的二層直達(dá)通道，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)效率。PID技術(shù)能夠?qū)⒐夥?、分?合波單元、傳統(tǒng)收發(fā)端激光器及波分波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元OUT等功能統(tǒng)一集成在一個(gè)芯片中，大大提高了設(shè)備單卡的集成能力。

2.2 業(yè)務(wù)可靠性保障技術(shù)

業(yè)務(wù)可靠性的最終保障就是承載的可靠性，IP網(wǎng)絡(luò)可靠性是通過(guò)拓?fù)?設(shè)備冗余及快速故障檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次的不同，可以將IP城域網(wǎng)可靠性劃分為城域骨干層可靠性及接入層可靠性。[5]在IP城域網(wǎng)中，接入控制設(shè)備不但承載著流量控制及轉(zhuǎn)發(fā)的功能，還負(fù)責(zé)管理部門用戶，是保障業(yè)務(wù)可靠性的關(guān)鍵網(wǎng)元。[6]所以，接入控制設(shè)備可靠性是保證城域網(wǎng)業(yè)務(wù)可靠性的重要基礎(chǔ)，其主要利用跨機(jī)箱無(wú)縫熱備技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3 視頻承載優(yōu)化技術(shù)

由于視頻業(yè)務(wù)具有用戶體驗(yàn)敏感、高寬帶及長(zhǎng)連接等特征，開(kāi)展大規(guī)模視頻業(yè)務(wù)對(duì)于城域網(wǎng)的承載能力和容量都是極大的考驗(yàn)。超寬帶城域網(wǎng)視頻承載優(yōu)化主要應(yīng)解決故障快速定位、視頻體驗(yàn)提升以及視頻直播業(yè)務(wù)承載等問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

綜合IP-傳輸協(xié)同、視頻承載優(yōu)化及高速通道等技術(shù)的應(yīng)用，在科學(xué)架構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，形成可擴(kuò)展、高效能的超寬帶城域網(wǎng)絡(luò)體系，不僅能大大提升我國(guó)整體的產(chǎn)業(yè)水平，更有利于促進(jìn)信息化帶動(dòng)社會(huì)化發(fā)展的進(jìn)程。超寬帶城域網(wǎng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行應(yīng)當(dāng)注重循序漸進(jìn)的原則，并且要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而使超寬帶城域網(wǎng)建設(shè)更好地服務(wù)社會(huì)。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2]劉國(guó)榮，劉東鑫，沈軍，金華敏.超寬帶網(wǎng)絡(luò)異常流量檢測(cè)與防治技術(shù)探析[J].電信科學(xué)，2012，01：22-25.[3]張明，耿友林.具有雙陷波特性的超寬帶天線設(shè)計(jì)[J].強(qiáng)激光與粒子束，2012，01：167-170.

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