城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及解決方式

　　城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及解決方式，是小編專(zhuān)門(mén)為各位通信工程畢業(yè)的同學(xué)準備的論文，希望對大家有幫助!

　　摘 要：IP城域網(wǎng)是在一個(gè)城市范圍內提供寬帶數據及多媒體業(yè)務(wù)、用于接入用戶(hù)和發(fā)展增值業(yè)務(wù)的綜合數據網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展，用戶(hù)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 )結構直接影響到互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，因此，如何對原有網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化，就成為提高互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)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);pos

　　IP城域網(wǎng)正逐漸成為寬帶舞臺的新寵。寬帶運營(yíng)商的IP城域網(wǎng)建設思路及技術(shù)方案對運營(yíng)商至關(guān)重要。如何建設一個(gè)能夠提供統一的多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )平臺，成為運營(yíng)商應對當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(guò)程中扮演著(zhù)重要的角色，為滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )接入層帶寬大幅度增長(cháng)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(lái)，指介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，在城市及郊區范圍內實(shí)現信息傳輸與交換的一種網(wǎng)絡(luò )。這里所說(shuō)的IP城域網(wǎng)，是指覆蓋城市范圍、為全市各類(lèi)用戶(hù)提供寬帶接入的數字通信網(wǎng)絡(luò )。對一個(gè)城市而言，IP城域網(wǎng)的建設是其信息化基礎設施的重要組成部分：從技術(shù)和運營(yíng)模式來(lái)看，IP城域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò )和傳統電信網(wǎng)絡(luò )的融合;從技術(shù)發(fā)展的趨勢來(lái)看，IP城域網(wǎng)將會(huì )是傳統電信體系發(fā)展的必然趨勢。

　　1.2 帶寬

　　“帶寬”有以下兩種不同的意義：①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的頻率范圍。②在計算機網(wǎng)絡(luò )中，帶寬用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò )的通信線(xiàn)路所能傳送數據的能力，因此，網(wǎng)絡(luò )帶寬表示在單位時(shí)間內從網(wǎng)絡(luò )中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過(guò)的“最高數據率”。

　　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(diǎn)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(diǎn)。傳統電信運營(yíng)商在組建城域網(wǎng)時(shí)大多都采用IPoverATM網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)。ATM可以提供CBR、VBR、ABR、UBR等多種服務(wù)類(lèi)別，可以按時(shí)間、端口、流量、平均流量、最小流量等以及組合方式來(lái)計費。但是，相對IP技術(shù)來(lái)說(shuō)，采用ATM承載IP業(yè)務(wù)存在一些缺點(diǎn)和必須解決幾個(gè)問(wèn)題：①所有進(jìn)入ATM網(wǎng)絡(luò )的IP包都需要分割成固定長(cháng)度的信元，開(kāi)銷(xiāo)大、傳輸效率低;②無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò )同面向連接的ATM存在差異，要在一個(gè)面向連接的網(wǎng)絡(luò )上承載一個(gè)不面向連接的業(yè)務(wù)，需解決呼叫建立時(shí)間、連接持續期等問(wèn)題，造成協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )管理非常復雜;③IP地址和ATM地址之間的映射是一個(gè)很大的難題;④基于A(yíng)TM實(shí)現的IP網(wǎng)絡(luò )的帶寬受限于A(yíng)TM網(wǎng)絡(luò )技術(shù)本身，這對超大規模的骨干網(wǎng)不太合適。

　　2.2 POS方案

　　POS即IP/PPP/HDLC over SDH/SONET。這種組網(wǎng)技術(shù)適用于經(jīng)營(yíng)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)疏導高速數據流。PPP按RFC1661的要求實(shí)現讀協(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的要求形成高層數據鏈路控制的幀以便定界，然后把該幀交給SDH/SONET處理后進(jìn)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，在城域構建純IP的網(wǎng)絡(luò )平臺，采用核心路由交換機�；�于千兆以太網(wǎng)的城域網(wǎng)互聯(lián)的主要推動(dòng)力是組網(wǎng)簡(jiǎn)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(hù)的數量，同時(shí)其統計復用功能大大提高了網(wǎng)絡(luò )中繼帶寬的利用率。

　　2.4 DPT

　　DPT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、自愈能力結合起來(lái)，可支持多種業(yè)務(wù)類(lèi)型和基于LAN、MAN、WAN的低成本應用。因此，它的優(yōu)勢主要體現在網(wǎng)絡(luò )建設與應用的經(jīng)濟合算中。

　　3 IP城域網(wǎng)的分層結構

　　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構。因此，大型網(wǎng)絡(luò )的設計均遵循層次化設計的原則。

　　從網(wǎng)絡(luò )結構上來(lái)分，根據目前的技術(shù)現狀和發(fā)展趨勢，一般將城域網(wǎng)的結構分為3層：核心層、匯聚層和接入層。城域網(wǎng)的核心節點(diǎn)和匯聚節點(diǎn)又統稱(chēng)為骨干節點(diǎn)，它們就是未來(lái)的IP目標局，支持窄帶(PSTN/ISDN/DDN/FR PVC等)和寬帶(AD-SL/以太網(wǎng)/ATM Pvc等)的IP綜合接入，相互之間采用市內光纖或高速傳輸線(xiàn)互連。

　　3.1 核心層

　　IP城域網(wǎng)核心層網(wǎng)絡(luò )主要負責進(jìn)行數據的快速轉發(fā)以及整個(gè)城域網(wǎng)路由表的維護，同時(shí)實(shí)現與IP廣域骨干網(wǎng)的互聯(lián)，提供城市的高速I(mǎi)P數據出口，其網(wǎng)絡(luò )結構重點(diǎn)考慮可靠性和可擴展性。核心層主要由傳輸網(wǎng)絡(luò )與核心交換設備構成。傳輸網(wǎng)絡(luò )一般采用高容量的傳輸設備，負責完成數據的傳送：核心路由交換設備負責建立和管理承載連接，并對這些連接進(jìn)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(shí)現以下功能：擴展核心層設備的端口密度和端口種類(lèi);擴大核心層節點(diǎn)的業(yè)務(wù)覆蓋范圍;匯聚接入節點(diǎn)，解決接入節點(diǎn)到核心節點(diǎn)間光纖資源緊張的問(wèn)題;實(shí)現接入用戶(hù)的可管理性，當接入層節點(diǎn)設備不能保證用戶(hù)流量控制時(shí)，需要由匯聚層設備提供用戶(hù)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 )負責提供各種類(lèi)型用戶(hù)的接入，在有需要時(shí)提供用戶(hù)流量控制功能。接入層節點(diǎn)的設置主要是為了將不同地理分布的用戶(hù)快速有效地接入骨干節點(diǎn)。接入層節點(diǎn)可以根據實(shí)際環(huán)境中用戶(hù)數量、距離、密度等的不同，設置一級或級聯(lián)接入。由于用戶(hù)端設備端口需求量較大，因此要求接入設備要有優(yōu)良的性?xún)r(jià)比。

　　4 組建IP城域網(wǎng)的解決方案

　　4.1 IP城域網(wǎng)建設目標

　　IP城域網(wǎng)是傳送網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)、數據網(wǎng)與傳統電信網(wǎng)、長(cháng)途網(wǎng)與接入網(wǎng)的交匯點(diǎn)，是IP廣域骨干網(wǎng)的延續，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，它的建設目標是：①開(kāi)放的基礎傳送平臺;②數字化、寬帶化、綜合化的接入平臺，具備數據、圖像及語(yǔ)音的多種業(yè)務(wù)綜合接入能力;③具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力，滿(mǎn)足集團用戶(hù)、行業(yè)用戶(hù)和商業(yè)住宅用戶(hù)不斷增長(cháng)的業(yè)務(wù)需求;④具有有效的網(wǎng)絡(luò )管理能力和運營(yíng)能力。

　　4.2 IP城域網(wǎng)核心及匯聚層建設方案

　　組建IP城域網(wǎng)，在國內外有很多思路，有各種各樣的組網(wǎng)方案。一個(gè)好的IP城域網(wǎng)組網(wǎng)方案，一定要根據所在城市的經(jīng)濟和業(yè)務(wù)發(fā)展情況來(lái)統一考慮，同時(shí)所采用的技術(shù)應該是符合標準化要求的。

　　目前，組建IP城域網(wǎng)主要有兩種方案：①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 )設計(路由+交換);②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(lái)組建，并以TGE方式組網(wǎng)為主，POS連接為輔，中繼采用市內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數據包較多，只有采用高速路由器才能處理得過(guò)來(lái)，并且當IP業(yè)務(wù)量較大時(shí)，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，應該采用高速路由器為核心來(lái)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(shí)支持第二層和第三層)為核心來(lái)組建IP城域網(wǎng)，并完全以GE方式組網(wǎng)，中繼采用市內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數據包不是特別多，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(lái)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(gè)純粹的2層網(wǎng)絡(luò )是沒(méi)有很好的可擴充性及可管理性的，要使網(wǎng)絡(luò )具備層次性的結構因素就必須引入3層的路由功能。因此，采用交換機為主的2層網(wǎng)絡(luò )設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(guò)在高速LAN交換機上配置3層路由模塊來(lái)實(shí)現。

　　考慮到網(wǎng)絡(luò )的穩定性，高速LAN交換機將同時(shí)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(hù)隔離和廣播數量的壓制。

　　對于城域網(wǎng)的骨干層面建設，同樣應以簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )拓撲為主，如仍然只以2個(gè)節點(diǎn)為核心節點(diǎn)，其他骨干節點(diǎn)(匯聚層節點(diǎn))分別與這2個(gè)核心節點(diǎn)相連接等;通過(guò)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，構成路由網(wǎng)絡(luò )和交換網(wǎng)絡(luò )相互疊加，相互共存，以滿(mǎn)足不同類(lèi)型用戶(hù)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(hù)提供以太網(wǎng)等寬帶接入。

　　因此，從以上的技術(shù)特點(diǎn)的分析來(lái)看，盡管兩種組網(wǎng)方案都是實(shí)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(yíng)商來(lái)說(shuō)，一般采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案，以適應用戶(hù)不斷豐富多樣以及高速帶寬的需求。

　　5 結束語(yǔ)

　　通過(guò)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)的分層結構，以及城域網(wǎng)的光纖物理網(wǎng)的建設、寬帶IP城域網(wǎng)出口帶寬的計算方法等問(wèn)題入手，闡述了建設寬帶IP城域網(wǎng)的建設思路。對于一級城市來(lái)講，適合采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案來(lái)建設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(jìn)行建設。

　　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).

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