IP城域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)探析

王瑞

（大慶油田信息技術(shù)公司，黑龍江 大慶 163000）

城域網(wǎng)在城市及郊區(qū)范圍內(nèi)為用戶提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可以為用戶提供多種通信業(yè)務(wù)并兼容多種通信協(xié)議，是一種本地應(yīng)用類型的廣域網(wǎng)性質(zhì)公用網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)相互間的橋接，也可以使長途網(wǎng)和接入網(wǎng)的橋接，是上層業(yè)務(wù)網(wǎng)與底層接入網(wǎng)、傳送網(wǎng)的結(jié)合區(qū)域，為數(shù)據(jù)網(wǎng)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)結(jié)合，是將來三網(wǎng)融合區(qū)，由于多種通信技術(shù)在該區(qū)域進(jìn)行結(jié)合，在相互融合時(shí)會(huì)形成新的衍生體。本文對(duì)IP 城域網(wǎng)優(yōu)化過程中多種業(yè)務(wù)要求進(jìn)行結(jié)合，對(duì)現(xiàn)有多種業(yè)務(wù)解決方案的特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了分析，然后對(duì)多業(yè)務(wù)應(yīng)用策略進(jìn)行探討。

1 城域網(wǎng)優(yōu)化需求分析

原來采用的IP 城域網(wǎng)多有用互聯(lián)網(wǎng)接入的方式，所能提供的服務(wù)十分有限，對(duì)NGN、IPTV 及VoIP 等業(yè)務(wù)無法保證更好的Qos、可靠性及安全性。為了讓網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)多種業(yè)務(wù)，很多通信運(yùn)營商從城域、骨干來著手組建電信級(jí)的IP 多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。在骨干網(wǎng)絡(luò)層中，電信運(yùn)營商會(huì)重新組建起IP 承載網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、NGN、VPN 等經(jīng)濟(jì)收益好的業(yè)務(wù)。原來的公眾互聯(lián)網(wǎng)多用在上網(wǎng)功能，沒有提供有效質(zhì)量保證的專業(yè)服務(wù)。比如，中國電信組建了CNET 承載網(wǎng)，網(wǎng)通以CNCnet 及China169 作為IP 網(wǎng)絡(luò)的前提，建立起IP 承載網(wǎng)來提供NGN 電信業(yè)務(wù)。骨干網(wǎng)絡(luò)層的IP 承載網(wǎng)及公用互聯(lián)網(wǎng)處于共存狀態(tài)，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可以在城域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展，IP 承載網(wǎng)可以在城域內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能延伸，在提供常用的寬帶服務(wù)功能之外，還應(yīng)該引入高價(jià)值的業(yè)務(wù)，城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入層存在著多種類型的電信設(shè)備，分布的區(qū)域較大，組建網(wǎng)絡(luò)及后期維護(hù)都需要較大的資金投入，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)合理的布置，使網(wǎng)絡(luò)可以更加安全可靠，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)業(yè)務(wù)的Qos 能力并進(jìn)行合理分流。

IP 城域網(wǎng)優(yōu)化的主要需求有：（1）可以提供端對(duì)端的服務(wù)保證。擁有Qos 功能，可以滿足IPTV 等多種視頻業(yè)務(wù)對(duì)于抖動(dòng)、帶寬等參數(shù)的需求。（2）有效的冗余備份保護(hù)機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)通信功能更為可靠，以較快的速率進(jìn)行收斂，可以在50毫秒內(nèi)對(duì)重要的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換。（3）可以承載語音、視頻等多種業(yè)務(wù)。應(yīng)該具備較高的通信效率、較低的時(shí)延，可以實(shí)現(xiàn)組播網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)，還應(yīng)該具備靜態(tài)組播配置、組播管理及安全控制等多種組播能力，可以對(duì)所有頻道進(jìn)行快速的切換。（4）具備高效率管理及維護(hù)機(jī)制。把原來的網(wǎng)絡(luò)管理功能作為前提，提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的管理能力。應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)邊緣層來對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行識(shí)別，可以進(jìn)行整形、流分類等多種處理功能，對(duì)P2P 等較高通信流量的業(yè)務(wù)進(jìn)行流量限制。（5）充分保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和用戶的安全。對(duì)不同身份的用戶進(jìn)行安全隔離及區(qū)分，采用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備防止受到毒攻擊。（6）充分利用現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。需要與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行很好的兼容，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的升級(jí)，進(jìn)一步減少組建網(wǎng)絡(luò)的成本，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)升級(jí)光纖接口等硬件資源。

2 主流多業(yè)務(wù)承載技術(shù)對(duì)比

2.1 以SDH 為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)方案

SDH 多業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用安全、可靠的SDH 技術(shù)，尤其擁用良好的恢復(fù)性能以及延時(shí)能力，對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行改造可以滿足多種業(yè)務(wù)需求，可兼容2～3 層的數(shù)據(jù)功能。平臺(tái)組建的基本思路是把多種業(yè)務(wù)處用VC 級(jí)聯(lián)等辦法映射到不同的SDH 時(shí)隙，SDH 設(shè)備會(huì)與2～4 層分組設(shè)備共同組建起實(shí)體。避免采用過多的機(jī)架，有效地節(jié)約機(jī)房占地面積，對(duì)電路進(jìn)行合理的簡化，使業(yè)務(wù)的服務(wù)速度得到提升，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性能變得更為優(yōu)化，減少企業(yè)的運(yùn)營維護(hù)及使用培訓(xùn)成本，還可以為用戶提供虛擬專網(wǎng)、視頻廣播等多種增值業(yè)務(wù)，尤其是集成了ATM、以太網(wǎng)和幀中繼之后，有用超額訂購及統(tǒng)計(jì)復(fù)用來提升帶寬利用效率，有效地節(jié)約局部端口讓SDH 設(shè)備更為優(yōu)化。SDH 多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議轉(zhuǎn)化功能，可以為用戶提供多種邊緣化的通信服務(wù)，也可以把不同業(yè)務(wù)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)變骨干網(wǎng)協(xié)議。當(dāng)前，該解決方案會(huì)應(yīng)用到多層數(shù)據(jù)幀的映射，網(wǎng)絡(luò)帶寬效率并不高，需要采用同步工作方式，對(duì)抖動(dòng)有著較高的要求，通信設(shè)備成本投資較大，帶寬配置需要花費(fèi)較長的時(shí)間。隨著TDM 業(yè)務(wù)不斷退出應(yīng)用，IP 業(yè)務(wù)不斷的增長，采用SDH 組建的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)會(huì)被弱化。將來的MSTP 會(huì)向兩個(gè)不同的方向發(fā)展，一個(gè)會(huì)從城域傳送網(wǎng)絡(luò)核心應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)邊緣，另一個(gè)發(fā)展為分組化城域傳送技術(shù)。

2.2 基于波分復(fù)用技術(shù)多業(yè)務(wù)平臺(tái)方案

WDN 從原來簡單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸技術(shù)不斷發(fā)展起來的，從原來的靈活性受到限制發(fā)展為可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)重新配置的新技術(shù)，WDN 光城域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)與SONET/SDH 相近網(wǎng)絡(luò)控制和服務(wù)業(yè)務(wù)。DWDM 技術(shù)在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)取得了廣泛的應(yīng)用，但不可把廣域網(wǎng)DWDM 網(wǎng)絡(luò)組建方案用于城域網(wǎng)。WDM 應(yīng)用于長距離傳輸最大的優(yōu)勢在于可以節(jié)約長途光纖通信資源，但在城域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送距離較短，光纖資源的投資比長途干線配置要少多，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備是城域傳送網(wǎng)組建成本的關(guān)鍵，可網(wǎng)絡(luò)服務(wù)業(yè)各的靈活性、管理性及減少通信設(shè)備資金支出，對(duì)組建城域網(wǎng)更為重要。

城域WDN 網(wǎng)絡(luò)可以在相同的平臺(tái)上提供多種業(yè)力，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率及通信協(xié)議必須要透明，通信設(shè)備投資要少，可以具備很好的擴(kuò)展性，從而滿足城域業(yè)務(wù)多種需求，應(yīng)該具備較好的波長管理性能，可以較為便捷地應(yīng)用波長業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，按著提供服務(wù)業(yè)務(wù)的差別制定出不同安全級(jí)別的保護(hù)手段。城域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x不長，對(duì)于容量要求較低，所以可以應(yīng)用價(jià)格較低的網(wǎng)絡(luò)部件來減少DWDM 通信設(shè)備的資金投入，或者應(yīng)用信道間距大的CWDM 技術(shù)。點(diǎn)到點(diǎn)WDM 技術(shù)無法達(dá)到城域網(wǎng)的需求，由于ROADM 技術(shù)的不斷成熟，采用ROADM 在光層進(jìn)行組網(wǎng)，可以逐漸加入控制平面來保證WDN 技術(shù)在城域網(wǎng)中發(fā)揮出應(yīng)用的性能。城域WDN 光網(wǎng)絡(luò)可以為城域IP 網(wǎng)提供足夠的帶寬，在資源利用率、靈活性等方面要比光纖直接具有更大的優(yōu)勢，采用WDM 網(wǎng)可以根據(jù)光組播、帶寬、OVPN、波長出租等新的服務(wù)業(yè)務(wù)。由于電層SDH 不斷被IP 所代替，城域網(wǎng)將來會(huì)成為光層城域WDM 網(wǎng)。

2.3 把電信級(jí)以太網(wǎng)做為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)平臺(tái)方案

把電信級(jí)以太網(wǎng)作為多業(yè)務(wù)平臺(tái)的方案，是把以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電信網(wǎng)中，具有很好的網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)擴(kuò)展性，可以為實(shí)Qos 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保證能力，提供運(yùn)營級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理，可以處理好IP 等多種服務(wù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳送，把城域網(wǎng)向廣域網(wǎng)進(jìn)擴(kuò)展和延伸，使電信運(yùn)營商不斷向分組化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。多技術(shù)角度來看，以太網(wǎng)是一種較為簡便的多業(yè)務(wù)平臺(tái)解決方案，只需要開展一些規(guī)劃、測試等方面的工作。由于已經(jīng)投入應(yīng)用很多年，被廣大用戶所熟悉，業(yè)務(wù)指配所需要的時(shí)間只有幾小時(shí)或幾天。再者，以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)很好的互換性，便于用戶進(jìn)行操作，以大多數(shù)軟硬件有著很好的兼容性，組網(wǎng)投資較少。以太網(wǎng)該種承載技術(shù)與媒體沒有直接的聯(lián)系，可較為透明地實(shí)現(xiàn)與光纖、電纜等多種傳輸媒體接口連接。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來看，以太網(wǎng)以端到端的方式建立起解決方案，省去了其他方案網(wǎng)絡(luò)邊界格式變換程序，避免網(wǎng)絡(luò)組建的復(fù)雜性。再者，以太多可以具有較好的擴(kuò)展性能，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度會(huì)從每秒10M 擴(kuò)展到10G。以管理角度來看，該系統(tǒng)可用到多種層面，網(wǎng)絡(luò)管理起來更為便捷。除此之外，大量的用戶已經(jīng)對(duì)以太網(wǎng)十分熟悉，用戶的培訓(xùn)更加簡單，組建新業(yè)務(wù)的速度會(huì)更快。

以太網(wǎng)是一種通用性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)接口，高傳輸速率的以太網(wǎng)會(huì)由于規(guī)模優(yōu)勢而進(jìn)一步節(jié)省成本。隨著電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)的可擴(kuò)展性，可以提供良好的業(yè)務(wù)保護(hù)，Qos 保障及TDM 技術(shù)支持等多種電信業(yè)務(wù)的優(yōu)化改進(jìn)，以太網(wǎng)技術(shù)會(huì)變成電信網(wǎng)基礎(chǔ)。目前，在寬帶接入網(wǎng)匯聚層應(yīng)用運(yùn)營級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)，可以為用戶提供高傳輸速度的業(yè)力匯聚能力及以太網(wǎng)連通業(yè)務(wù)?？梢钥闯?，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)IP 業(yè)務(wù)量的不斷變多，把以太網(wǎng)技術(shù)作為基礎(chǔ)的新解決方案會(huì)不斷形成，電信級(jí)以太網(wǎng)組建起的多業(yè)務(wù)平臺(tái)，可在城域網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，電信級(jí)以太網(wǎng)會(huì)變成未來IP 城域網(wǎng)的重要解決方案。電信級(jí)以太網(wǎng)范圍內(nèi)可應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)比較多，主要有VPLS、多環(huán)網(wǎng)技術(shù)、PBB-TE、VLAN 等二層VPN 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3 結(jié)語

IP 技術(shù)為將來網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵技術(shù)，該種網(wǎng)絡(luò)具有很好公用性，在IP 網(wǎng)絡(luò)上承載所有服務(wù)業(yè)務(wù)是將來的發(fā)展趨勢，多家電信運(yùn)營商對(duì)該技術(shù)達(dá)成了共識(shí)。