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城域网 更新时间:2011-05-26 23:30

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城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,简称MAN。它的传输媒介主要采用光缆,传输速率在l00兆比特/秒以上。MAN的一个重要用途是用作骨干网,通过它将位于同--城市内不同地点的主机、数据库,以及LAN等互相联接起来,这与WAN的作用有相似之处,但两者在实现方法与性能上有很大差别。MAN不仅用于计算机通信,同时可用于传输话音、图像等信息,成为一种综合利用的通信网,但属于计算机通信网的范畴,不同于综合业务通信网(ISDN)。

城域网基本概述

  • 城域网位于骨干网与接入网的交汇处,是通信网中最复杂的应用环境,各种业务和各种协议都在此汇聚、分流和进出骨干网。多种交换技术和业务网络并存的局面是城域网建设所面对的最主要问题。
    总体来说,宽带城域网的建设应包括城域光传送网、宽带数据骨干网、宽带接入网和宽带城域网业务平台等几个层面。新一代的宽带城域网应以多业务的光传送网为开放的基础平台,在其上通过等设备构建数据网络骨干层,通过各类网关、接入设备实现语音、数据、图像、多媒体、IP业务接入和各种增值业务及智能业务,并与各运营商的长途骨干网互通,形成本地市综合业务网络,承担城域范围内集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租业务,具有覆盖面广、投资量大、接入技术多样化、接入方式灵活,强调业务功能和服务质量等特点。

城域网承载业务的要求与特征

  • 城域网络分为3个层次:核心层、汇聚层和接入层。
    核心层主要提供高带宽的业务承载和传输,完成和已有网络(如ATM、FR、DDN、IP网络)的互联互通,其特征为宽带传输和高速调度。
    汇聚层的主要功能是给业务接入节点提供用户业务数据的汇聚和分发处理,同时要实现业务的服务等级分类。
    接入层利用多种接入技术,进行带宽和业务分配,实现用户的接入,接入节点设备完成多业务的复用和传输。
    随着技术的发展和需求的不断增加,业务的种类也不断发展和变化着,从传统的语音业务到图像和视频业务,从基础的视听服务到各种各样的增值业务,从64 kb/s的基础服务到2.5 Gb/s/10 Gb/s的租线业务,各种业务层出不穷。不同的业务都有不同的带宽需求,不同的服务需求。从业务服务质量(QoS)角度上讲,业务大致可以分为以下几种类型:高服务质量的语音业务和视频业务;大客户专线;数据通信网(DCN)的数据业务;各种数据增值业务;互联网业务。
    每种类型的业务要求的服务等级不同,安全保护级别也不同。随着互联网业务及各种增值业务的不断发展,城域网要求的带宽也越来越宽,当前的城域网已经成为了业务发展的“瓶颈”。此外,多种类型的业务对城域网的综合接入和处理,也提出了较高的要求。总的来说,分组化和宽带化是业务的发展趋势。

现阶段城域网的相关技术

  • 多业务传送平台
    多业务传送平台(MSTP)是基于SDH平台技术开发的具备二层透传功能的传送平台。MSTP实现了虚级联(VC)、链路容量调整机制(LCACS)等技术,同时可以内嵌弹性分组环(RPR)等二层处理技术,在集成了IP选路、以太网、帧中继或ATM后,可以通过统计复用来提高时分复用(TDM)通路的带宽利用率和减少局端设备的端口数;MSTP很好地继承了SDH的高可靠性、高QoS的特点,同时能够直接支持IP业务,提供快速以太网(FE)、千兆比以太网(GE)接口;此外,MSTP还可以通过内嵌RPR或者多协议标记交换(MPLS)等处理技术,实现IP的增强功能及提供端到端的差异化服务;最后,MSTP还可以方便地完成协议终结和转换功能,使运营商可以在网络边缘提供多种不同业务,而且可以同时将这些业务的协议转换成其特有的骨干网协议。
    这类解决方案涉及多层帧的映射而导致带宽效率低下,开销处理复杂。这种方案基于同步工作,抖动要求严,设备成本较高,此外,这种结构带宽配置时间仍较长。MSTP毕竟是基于SDH的平台,其TDM的交叉矩阵必然会限制IP化业务的使用效率。随着TDM业务逐步消退和IP业务快速增长,基于SDH的多业务传送平台(MSTP)的作用会越来越弱化。
    基于波分复用技术的多业务平台方案
    密集波分复用(DWDM)技术在广域网的应用中获得巨大成功,已成为主流,但是不能简单地将广域网DWDM方案用于城域网。城域WDM与长途WDM有着不同的发展动因和特点。WDM应用于长途传输的最大价值就是节省昂贵的长途光纤资源,但在城域网中,由于传输距离短,敷设光纤的造价比长途干线要低廉得多,这样节点设备就成为城域传送网成本中占主导地位的因素,虽然节省光纤对于某些城域网或某些区段来说也很有意义,但业务的灵活性、可管理性和降低设备成本对于城域应用更为重要。
    城域WDM网络的特点是能在同一平台上支持多业务,对速率与协议要透明,设备价格要低廉,有良好的扩展性以适应城域业务需求的多变性。在城域网中,由于传送距离短,容量要求不是很大,因此可以使用较为低廉的稀疏波分复用(CWDM)技术来实现。发展城域WDM光网络不但能为城域IP网/以太网的发展提供强大的带宽支撑,而且在灵活性、安全性和提高资源利用率等方面与单纯的光纤直连方式相比都有很大的优势,此外利用WDM网还可以开展按需带宽(BoD)、波长批发、波长出租、光虚拟专用网(OVPN)、光组播等新业务。
    虽然WDM技术有很多优点,但是由于其保护技术还不如SDH灵活,此外,波长管理能力及分等级服务能力还有待提高。所以目前WDM在城域网中的应用还有所欠缺,不过随着业务增长的需求及光交叉连接器(OXC)、可重构光分插复用器(OADM)的逐步成熟,WDM在城域网络中将会发挥越来越重要的作用。
    增强型以太网技术
    增强型以太网技术,是指将传统以太网应用到电信网的技术。增强型以太网技术具备网络和业务可扩展性、运营级网管能力和QoS保障能力,从而可以解决IP/以太网/TDM等多业务的传送问题,并向城域乃至广域延伸,推动传统电信运营商向分组化网络转型。

城域网相关技术的特点

  • 1、光纤直连技术及特点
    光纤直连技术是指以太网交换机、路由器、ATM交换机等IP城域网网络设备直接通过光纤相连。严格来说这并不是一种城域传输方案,但由于目前在IP城域网中已经采用了很多光纤直连的方案,所以我们在这里把光纤直连作为一种传输技术来介绍,如图1所示。
    IP城域网设备的光接口以点对点方式直连,业务接入设备也通过光纤与骨干设备直接连接。光纤直连技术舍弃了传输设备,方案简单,成本低廉,但有比较明显的缺点:首先,由于没有传输层,光纤质量、性能监测和保护等无法实现。
    其次,光纤利用率较低,浪费严重,每两个业务接入点需要一对光纤,一个业务接点如果与其他业务接点都有业务互通,光纤数量呈阶乘增长。最后,业务端口压力大。每加入一个新节点,交换机或路由器等IP城域网设备就需增加一个接入端口。因此,这种方式只适用于节点数不是很多或节点距离比较近的局域网络等场合。
    2、多业务传送平台技术(MSTP)及特点
    由于SDH/SONET已经占了传输网络非常大的份额,必然会在以数据通信为代表的IP城域网中发挥重要作用。基于技术成熟性、可靠性和总体成本等方面的综合考虑,以SDH/SONET为基础的多业务解决方案仍将在可预见的未来扮演重要的角色,这一点在城域网应用领域显得尤为突出。
    SDH/SONET环路在网络性能监视、故障恢复及可靠性方面有着得天独厚的优势,非常适合时间敏感型语音业务的需求,同时满足电信级别的高性能要求。然而,SDH/SONET又是一个以复杂的集中式供应和有限的扩展性为特征的体系结构,难以处理以突发性和不平衡性为特点的IP业务。
    SDH/SONET技术本身也在不断发展,SDH/SONET技术的特有优势将在近期内继续得以保持,它将继续在高低端领域以及在支持异步传输模式(ATM)、IP和以太网透明传输等方面发挥潜力。
    改造后的SDH/SONET的功能模块,先由各个业务接口模块将多种业务适配映射至不同的VC,然后通过高低阶的交叉矩阵进行调配,实现支路到支路,支路到线路,线路到线路的全交叉连接。实际上,改造后的SDH/SONET设备早已突破了以往ADM的模式,支路和线路已无速率上的分别,而只是根据业务的流向来定义了。在新一代SDH/SONET的平台上还可以加装合波器、分波器、波长变换器等以支持DWDM的应用。
    改造后的SDH/SONET又称作多业务传送平台(MSTP),如图3所示。在这个平台上,TDM业务、ATM业务、IP业务都可以接入,并且能高效传输;更进一步,3种业务还可以进行交叉和交换。因此多业务传送平台(MSTP)的优势是非常明显的,既能够兼容目前大量应用的TDM业务,又可以满足日益增长的数据业务(IP、ATM)的要求,同时采用了目前最为成熟的SDH组网和保护技术。
    MSTP技术是一种折衷的方案,它较好地解决了运营商既需要传输TDM业务,又需要处理数据业务时的矛盾,它也是运营商在已有大量SDH设备安装运行的情况下,对自身网络进行演进,为用户提供新兴业务的较好选择。但是,如果在处理大量或纯粹的IP业务时,MSTP也存在着不能动态、公平分配带宽等缺陷。

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