1、城域网的分析与发展摘要 ：随着网络技术的不断进步城域网面临的挑战和要求的分析，开阔了城域网新发展的机遇。 关键词：挑战 城域网的结构发展 中图分类号： TP393.1 文献标识码： A 1 引言 随着网络技术的不断进步特别是 Internet 的迅猛发展，现在的网络结构已经和十年前有了很大的不同。传统的电信运营商开始在城域范围内将原来的局间中继网升级为多业务传输平台，对以传送话音业务为主的 SDH/SONET 的 TDM 传送网做了较大的改进以适应指数增长的数据和视频业务的需求，而许多不同背景的新兴运营公司则没有先期投资的顾虑，利用各种新的先进技术直接组建新型的宽带城域通信网络。 城域网络跨接
2、于接入网络与骨干网络之间，从目前的发展趋势看，城域网上的业务流量有可能远比骨干网业务流量要大，城域网络有着复杂的业务接口，需要强大的节点带宽管理。 2 城域网络的分层结构与现状 根据网络规模的不同，城域网络从逻辑上可以分为骨干层、汇接层和接入层3。一般情况下，骨干层和汇接层可合为一层称为核心层。这样有利于扩大接入层的服务范围，降低城域网的建设成本。典型的 3 层城域网络结构如图 1 所示。骨干层主要功能是给业务汇接点提供高容量的业务承载和交换通道，实现各叠加网的互联互通；汇接层主要是给业务接入点提供业务的汇聚、管理和分发处理。接入层是利用光纤、双绞线、同轴电缆等传输介质，实现与用户连接，并且进
3、行业务和带宽的分配。 图 1 典型的城域网络 3 层体系结构 现有城域网络使用 IP over ATM over SDH/SONET overWDM 多层协议的体系结构4，5 互联网协议业务承载于 ATM(Asynchronous Transfer Mode, 异步转移模式)之上，能够充分利用 ATM 的流量工程能力和(Quality of Service)能力。ATM 承载 IP 业务的同时还能够承载帧中继(Frame Relay, FR)、以太网以及其它的数据业务。点到点的 WDM (Wavelength Division Multiplexing)链路构成了 SDH/SONET 的环结构
4、，提供大容量的带宽，充分利用光纤资源。 网络的拓扑结构是边缘网络的边缘节点与核心网络的核心节点相互连接构成。核心节点之间高效互联并承载所有边缘网络之间的通信业务。在这类网络中，即使是同一个域中的相邻边缘节点之间的通信也必须通过该域中的核心节点和交换路由器实现。显然这种网络体系结构中，边缘业务通过核心节点交换时所有的协议都被重复了一遍，而每层的协议是相互独立、分开管理、开销巨大，给网络运营商带来了很大的复杂性，网络功能重叠降低了网络的利用效率，增加了网络的成本。 3 城域网的挑战 由于用户是直接与城域网络而不是与长途网打交道，因此城域接入层就应把重点放在提供灵活的连接和连接速度、业务、保护和管理
5、能力上。城域核心层对于企业网和城域接入层来说起到一个集中器的作用，它直接与区域网和长途网对接。从目前的发展趋势看，城域网络主要面临如下的挑战： 首先，城域网上的业务流量可能远比长途骨干网业务流量要大。从业务流量的增长趋势看来，主导传输网络的业务随时间发展分别是语音、数据和图像。在过去的语音业务为主的网络中，城域网的业务流量就明显大于长途骨干网，这是因为 70以上的语音业务都是本地业务。当图像业务进入传输网络后，其对于带宽的占用量将大大超过前两者。而图像业务的大规模应用，如视频点播等，将更多地呈现本地化业务特征，使本地业务流量大大增加。 其次，城域网的业务接口复杂。大家都知道，城域网中既有标准的
6、SDH/SONET 业务，也有 PDH 业务、视频业务、数据业务。单单数据业务一项，又包括以太网、IP 路由器以及其它各种数据业务类型。因此，在城域网的设计中，必须考虑到各种业务的兼容。此外，由于国内各城市之间情况不同，即使是同一城市内，不同业务区之间也不可能规定整齐划一的最小接入业务单元。因此，在设计中还需要考虑对不同业务单元的就近汇集、疏导，以提高 网络的利用率。 再有，就是对于城域网而言，制约其发展的关键在于等效节点带宽管理能力的大小。在城域网中，业务的调度和转接远比骨干网为多。因此，如何提高等效节点带宽管理能力成了一个大的问题。 4 下一代城域网络的条件 (1)互操作性 在部署城域网络
7、时，运营商最关注的问题是新设备与原有设备之间的互操作性和兼容性问题，关注的是从旧设备到新设备之间的升级是否能够平滑升级，在不影响现有业务的前提下提供新的业务。这意味把中心机房的设备、业务接入点(POP)设备和客户建筑物里的设备连接到一起的能力。速率可扩展至数十 Gbit/s，节点数目可远远超过传统SDH/SONET 的 16 节点的限制。 (2)多协议支持 城域网必须能够处理很多种协议，并且是有能力从单一的平台上处理多种协议。因为部署多种基础结构显然是不可行的，特别是对于服务提供商来说更是这样，因为它们必须向客户提供快速的服务。使用多协议的系统有很多好处，首先它使得服务提供商能够将现存的基础结
8、构和技术与新的结构结合使用，继而可以节省费用，因为传统的设备可以继续使用。 (3)可靠性 城域网中提供 SDH/SONET 双环路快速保护的结构是必要的，第 3 层设备的智能也是必要的。冗余和智能保证了城域网能够在出现故障的情况下继续工作。这种结构可以通过被配置成网格形进一步得到支持。 (4)管理 在诸如城域网这样的多协议网络中，网络的管理是极为重要的。尽管所有的协议都得到支持，但网络管理人员仍然坚持要求基于标准的、独立于波特率的管理方案，该方案用于集成化的配置、故障定位和性能监视。 (5)成本和费用 自然，在设计和部署一个城域网络时，成本是一个重要的因素。对于成本的关注不仅是设备的价格和维护
9、的费用，而且成本的概念已经被扩展到网络部署的总成本，包括投资费用和运营费用。 (6)业务的提供 城域网的关键性的功能是当更多的客户联机时能够快速顺利地提供带宽的能力。在传统的 SDH/SONET 拓扑结构中，业务的提供时间是按月计的。这包含了规划新的环路和铺设并连通光缆的时间。下一代城域网必须保证提供新业务仅仅通过类似点击鼠标，网络就能够自动地快速建立的能力。 (7) 智能化 城域网中除了对客户提供带宽的能力以外，对于网络的状况做出实时的反应也是很重要的。为了更有效率地部署城域网，智能化地提供波长通道是必要的。只有在网格式拓扑上才有智能，因为这种拓扑有能力为数据流提供新的路径。 由于城域网比长
10、距离网络更是动态的环境，因此 IP 数据流管理协议，比如多协议标记交换(MPLS)等，是延伸进入城域网中，提供城域网络智能的好工具。 (8) 服务的质量 服务质量是在服务内容提供的基础上进行的。既保证了客户能够得到服务提供商所承诺的带宽量，也保证了关键的带宽不会被任何客户或应用占用。因特网业务提供商(Inernet Service Provider, ISP)的灵活性能力对于连接两个分开的 ISP 是很重要的。 5 总结 下一代网络的显著特征之一就是网络的业务性，下一代光传输设备必须充分考虑到对未来网络业务的支持，对于在路由上的其它骨干节点（郑州、南京、福州等） ，在论证确有需要的情况下，可以通过 OADM 设备实现业务上下路，能够简化节点结构，并节省了大量后期扩容时 OTU的数量的成本。同时，对于电信运营商而言，有效地降低成本、扩大网络覆盖率是保障正常运营和持续高速发展的重要策略。
