城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及解決方案

1、城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及解決方案摘 要：ip城域網(wǎng)是在一個城市范圍內(nèi)提供寬帶數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)、用于接入用戶和發(fā)展增值業(yè)務(wù)的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。隨著互聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展，用戶對互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量的要求日益提高，而互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直接影響到互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，因此，如何對原有網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，就成為提高互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵問題所在，文章介紹了寬帶ip城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及解決方案。關(guān)鍵詞：帶寬；組網(wǎng)；城域網(wǎng)；posip城域網(wǎng)正逐漸成為寬帶舞臺的新寵。寬帶運營商的ip城域網(wǎng)建設(shè)思路及技術(shù)方案對運營商至關(guān)重要。如何建設(shè)一個能夠提供統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)平臺，成為運營商應(yīng)對當(dāng)前激烈競爭的重要選擇。1 概念1.1 寬帶ip城域網(wǎng)城域網(wǎng)在通信發(fā)展過程中扮演著

2、重要的角色，為滿足網(wǎng)絡(luò)接入層帶寬大幅度增長的需求而建立的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。ip城域網(wǎng)的概念是由計算機網(wǎng)絡(luò)化而來，指介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，在城市及郊區(qū)范圍內(nèi)實現(xiàn)信息傳輸與交換的一種網(wǎng)絡(luò)。這里所說的ip城域網(wǎng)，是指覆蓋城市范圍、為全市各類用戶提供寬帶接入的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。對一個城市而言，ip城域網(wǎng)的建設(shè)是其信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分：從技術(shù)和運營模式來看，ip城域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的融合；從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，ip城域網(wǎng)將會是傳統(tǒng)電信體系發(fā)展的必然趨勢。1.2 帶寬“帶寬”有以下兩種不同的意義：指信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。在計算機網(wǎng)絡(luò)中

3、，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，因此，網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：信號（即電磁波）在傳輸媒體上的傳播速率（m/s或km/s）；計算機向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率（bit/s）。2 寬帶ip城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)目前，寬帶ip城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)主要有：atm技術(shù)、pos、千兆以太網(wǎng)（ge），還有融合了ip路由和atm交換特點的mpls技術(shù)。2.1 利用atm技術(shù)組建城域網(wǎng)采用atm技術(shù)組建ip城域網(wǎng)，能充分利用atm技術(shù)靈活組網(wǎng)的優(yōu)點。傳統(tǒng)電信運營商在組建城域網(wǎng)時大多都采用ipoveratm網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。atm可以提供cbr、v

4、br、abr、ubr等多種服務(wù)類別，可以按時間、端口、流量、平均流量、最小流量等以及組合方式來計費。但是，相對ip技術(shù)來說，采用atm承載ip業(yè)務(wù)存在一些缺點和必須解決幾個問題：所有進入atm網(wǎng)絡(luò)的ip包都需要分割成固定長度的信元，開銷大、傳輸效率低；無連接的ip網(wǎng)絡(luò)同面向連接的atm存在差異，要在一個面向連接的網(wǎng)絡(luò)上承載一個不面向連接的業(yè)務(wù)，需解決呼叫建立時間、連接持續(xù)期等問題，造成協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理非常復(fù)雜；ip地址和atm地址之間的映射是一個很大的難題；基于atm實現(xiàn)的ip網(wǎng)絡(luò)的帶寬受限于atm網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身，這對超大規(guī)模的骨干網(wǎng)不太合適。2.2 pos方案pos即ip/ppp/hdlc ov

5、er sdh/sonet。這種組網(wǎng)技術(shù)適用于經(jīng)營ip業(yè)務(wù)的isp、以ip業(yè)務(wù)量為主的電信網(wǎng)或在電信骨干網(wǎng)疏導(dǎo)高速數(shù)據(jù)流。ppp按rfc1661的要求實現(xiàn)讀協(xié)議封裝、錯誤控制和鏈路初始化控制，把ip分組封裝以后，再按rfc1662的要求形成高層數(shù)據(jù)鏈路控制的幀以便定界，然后把該幀交給sdh/sonet處理后進行傳輸。2.3 利用千兆以太網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)這種方案就是將千兆以太網(wǎng)技術(shù)擴展到城域和廣域，在城域構(gòu)建純ip的網(wǎng)絡(luò)平臺，采用核心路由交換機。基于千兆以太網(wǎng)的城域網(wǎng)互聯(lián)的主要推動力是組網(wǎng)簡單、低成本。此外，以太網(wǎng)技術(shù)具有較好的擴展性，可以方便地擴展用戶的數(shù)量，同時其統(tǒng)計復(fù)用功能大大提高了網(wǎng)絡(luò)中繼帶寬的

6、利用率。2.4 dptdpt是思科公司提出的包優(yōu)化的光傳輸解決方案，它將ip路由的帶寬效率、業(yè)務(wù)能力與光纖環(huán)豐富的帶寬、自愈能力結(jié)合起來，可支持多種業(yè)務(wù)類型和基于lan、man、wan的低成本應(yīng)用。因此，它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用的經(jīng)濟合算中。3 ip城域網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)為了便于網(wǎng)絡(luò)的管理、維護和擴展，網(wǎng)絡(luò)必須有合理的層次結(jié)構(gòu)。因此，大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計均遵循層次化設(shè)計的原則。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來分，根據(jù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，一般將城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分為3層：核心層、匯聚層和接入層。城域網(wǎng)的核心節(jié)點和匯聚節(jié)點又統(tǒng)稱為骨干節(jié)點，它們就是未來的ip目標局，支持窄帶（pstn/isdn/ddn/fr pvc等）

7、和寬帶（adsl/以太網(wǎng)/atm pvc等）的ip綜合接入，相互之間采用市內(nèi)光纖或高速傳輸線互連。3.1 核心層ip城域網(wǎng)核心層網(wǎng)絡(luò)主要負責(zé)進行數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)以及整個城域網(wǎng)路由表的維護，同時實現(xiàn)與ip廣域骨干網(wǎng)的互聯(lián)，提供城市的高速ip數(shù)據(jù)出口，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重點考慮可靠性和可擴展性。核心層主要由傳輸網(wǎng)絡(luò)與核心交換設(shè)備構(gòu)成。傳輸網(wǎng)絡(luò)一般采用高容量的傳輸設(shè)備，負責(zé)完成數(shù)據(jù)的傳送：核心路由交換設(shè)備負責(zé)建立和管理承載連接，并對這些連接進行交換和路由。3.2 匯聚層ip城域網(wǎng)匯聚層居于核心層和接入層中間，主要實現(xiàn)以下功能：擴展核心層設(shè)備的端口密度和端口種類；擴大核心層節(jié)點的業(yè)務(wù)覆蓋范圍；匯聚接入節(jié)點，解決

8、接入節(jié)點到核心節(jié)點間光纖資源緊張的問題；實現(xiàn)接入用戶的可管理性，當(dāng)接入層節(jié)點設(shè)備不能保證用戶流量控制時，需要由匯聚層設(shè)備提供用戶流量控制及其他策略管理功能。3.3 接入層接入層網(wǎng)絡(luò)負責(zé)提供各種類型用戶的接入，在有需要時提供用戶流量控制功能。接入層節(jié)點的設(shè)置主要是為了將不同地理分布的用戶快速有效地接入骨干節(jié)點。接入層節(jié)點可以根據(jù)實際環(huán)境中用戶數(shù)量、距離、密度等的不同，設(shè)置一級或級聯(lián)接入。由于用戶端設(shè)備端口需求量較大，因此要求接入設(shè)備要有優(yōu)良的性價比。4 組建ip城域網(wǎng)的解決方案4.1 ip城域網(wǎng)建設(shè)目標ip城域網(wǎng)是傳送網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)、長途網(wǎng)與接入網(wǎng)的交匯點，是ip廣域骨干網(wǎng)的延續(xù)

9、，是同城信息的高速交換和寬、窄帶接入的匯聚。由于ip城域網(wǎng)建成后的網(wǎng)上承載的業(yè)務(wù)將以基于ip包傳送的業(yè)務(wù)為主，因此，城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)將以ip包交換技術(shù)為核心，它的建設(shè)目標是：開放的基礎(chǔ)傳送平臺；數(shù)字化、寬帶化、綜合化的接入平臺，具備數(shù)據(jù)、圖像及語音的多種業(yè)務(wù)綜合接入能力；具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力，滿足集團用戶、行業(yè)用戶和商業(yè)住宅用戶不斷增長的業(yè)務(wù)需求；具有有效的網(wǎng)絡(luò)管理能力和運營能力。4.2 ip城域網(wǎng)核心及匯聚層建設(shè)方案組建ip城域網(wǎng)，在國內(nèi)外有很多思路，有各種各樣的組網(wǎng)方案。一個好的ip城域網(wǎng)組網(wǎng)方案，一定要根據(jù)所在城市的經(jīng)濟和業(yè)務(wù)發(fā)展情況來統(tǒng)一考慮，同時所采用的技術(shù)應(yīng)該是符合標準化要求的。

10、目前，組建ip城域網(wǎng)主要有兩種方案：采用高速路由器為核心，路由器或交換機作為匯聚層的三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計（路由交換）；采用高速lan交換機為核心，交換機作為匯聚層（全交換）的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。4.2.1 采用高速路由器為核心組建的ip城域網(wǎng)在ip業(yè)務(wù)量較大的城市，ip城域網(wǎng)核心層將直接采用高速路由器為核心來組建，并以tge方式組網(wǎng)為主，pos連接為輔，中繼采用市內(nèi)光纖或其他傳輸介質(zhì)，對于ip業(yè)務(wù)量大的城市，考慮到需要處理的ip數(shù)據(jù)包較多，只有采用高速路由器才能處理得過來，并且當(dāng)ip業(yè)務(wù)量較大時，ip層面的流量控制和服務(wù)級別劃分等也是不可缺少的，而這些功能都只有高速路由器才能提供。所以對業(yè)務(wù)量較大的城市，應(yīng)

11、該采用高速路由器為核心來組建ip城域網(wǎng)。4.2.2 采用高速lan交換機為核心組建ip城域網(wǎng)對于業(yè)務(wù)量中等以下的城市，可采用高速lan交換機（同時支持第二層和第三層）為核心來組建ip城域網(wǎng)，并完全以ge方式組網(wǎng)，中繼采用市內(nèi)光纖或其他傳輸介質(zhì)，對于ip業(yè)務(wù)量中等以下的城市，考慮到需要處理的ip數(shù)據(jù)包不是特別多，并且由于帶寬相對較富余，ip層面的流量控制和服務(wù)級別劃分（cos）等也不是特別重要，所以采用高速lan交換機來組網(wǎng)是完全可行的。需要指出的是，由于2層網(wǎng)絡(luò)本身所具有的缺陷，一個純粹的2層網(wǎng)絡(luò)是沒有很好的可擴充性及可管理性的，要使網(wǎng)絡(luò)具備層次性的結(jié)構(gòu)因素就必須引入3層的路由功能。因此，采用

12、交換機為主的2層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案也同樣必須具備3層ip的路由功能和控制功能，通常的做法是通過在高速lan交換機上配置3層路由模塊來實現(xiàn)?？紤]到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，高速lan交換機將同時支持鏈路層（第二層）和ip路由（第三層），并且需要支持鏈路層的用戶隔離和廣播數(shù)量的壓制。對于城域網(wǎng)的骨干層面建設(shè)，同樣應(yīng)以簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲為主，如仍然只以2個節(jié)點為核心節(jié)點，其他骨干節(jié)點（匯聚層節(jié)點）分別與這2個核心節(jié)點相連接等；通過在核心層和匯聚層高速lan交換機上配置3層功能和配置vlan，構(gòu)成路由網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)相互疊加，相互共存，以滿足不同類型用戶對網(wǎng)絡(luò)的要求；城域網(wǎng)的接入層面也將主要由lan交換機為主組成，向用戶提供

13、以太網(wǎng)等寬帶接入。因此，從以上的技術(shù)特點的分析來看，盡管兩種組網(wǎng)方案都是實際可行的方案，但采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案比采用高速lan交換機為核心的組網(wǎng)方案似乎要更優(yōu)秀一些。作為電信級寬帶運營商來說，一般采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案，以適應(yīng)用戶不斷豐富多樣以及高速帶寬的需求。5 結(jié)束語通過寬帶ip城域網(wǎng)的概念、組建寬帶ip城域網(wǎng)的技術(shù)、ip城域網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)，以及城域網(wǎng)的光纖物理網(wǎng)的建設(shè)、寬帶ip城域網(wǎng)出口帶寬的計算方法等問題入手，闡述了建設(shè)寬帶ip城域網(wǎng)的建設(shè)思路。對于一級城市來講，適合采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案來建設(shè)ip城域網(wǎng)核心層、匯聚層網(wǎng)絡(luò)；對于接入層網(wǎng)絡(luò)適合采用pon技術(shù)進行建

14、設(shè)。參考文獻：1鄒易風(fēng).寬帶ip城域網(wǎng)的qos優(yōu)化研究d.南京理工大學(xué)，2005.2李爽正，翟慧，王學(xué)武，徐文凱.城域網(wǎng)技術(shù)的研究j.電腦知識與技術(shù)，2008（23）.abstract: ip man is to provide broadband data and multimedia services in a city within the integrated data network for access users and the development of valueadded services, with the development of the internet market, increasing demand for quality on the internet, while internet network structure directly affect the internet qual