超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)淺析

蔡 康，唐 宏，朱永慶

（中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630）

1 引言

信息需求、技術(shù)發(fā)展以及用戶對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的持續(xù)追求是網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展演進(jìn)的主要推動(dòng)力。寬帶發(fā)展水平是國家信息化程度的重要體現(xiàn)。隨著工業(yè)化與信息化融合進(jìn)程的快速推進(jìn)以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的規(guī)模發(fā)展，社會(huì)對(duì)海量終端、超大規(guī)模用戶以及超寬帶（100 Mbit/s以上）接入條件下的綜合信息化服務(wù)提出迫切需求。為突破寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展瓶頸，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，由國家戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)的寬帶建設(shè)熱潮在全球范圍內(nèi)興起。據(jù)ITU統(tǒng)計(jì)，截至2011年2月，全球已有98個(gè)國家啟動(dòng)了“國家寬帶計(jì)劃”。

我國政府高度重視國家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，國家“十二五”規(guī)劃綱要明確提出“加快建設(shè)寬帶、融合、安全、泛在的下一代國家信息基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域信息化”的發(fā)展目標(biāo)。

寬帶城域網(wǎng)承擔(dān)著用戶接入、流量匯聚等功能，是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于信息化普及至關(guān)重要。滿足國家信息化發(fā)展需求的城域網(wǎng)，應(yīng)該是具備超寬

2 超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

技術(shù)的發(fā)展必須以人為本，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)亦然。超寬帶城域網(wǎng)體系包括網(wǎng)元、鏈路、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、平臺(tái)以及整體所表現(xiàn)出來的能力，都要滿足大規(guī)模超寬帶用戶的接入和承載需求。

2.1 超寬帶城域網(wǎng)基本特征

為滿足信息化快速發(fā)展需求，相對(duì)于傳統(tǒng)寬帶網(wǎng)絡(luò)，超寬帶城域網(wǎng)應(yīng)在擴(kuò)展性、健壯性以及綠色節(jié)能等方面實(shí)現(xiàn)突破，具體表現(xiàn)在以下幾方面。

·超大規(guī)模超寬帶接入：隨著“感知中國”戰(zhàn)略的推進(jìn)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的“智慧城市”建設(shè)進(jìn)程不斷加速。東部地區(qū)的部分城市即將達(dá)到用戶數(shù)量超千萬、終端數(shù)量超億的寬帶規(guī)模。隨著“三網(wǎng)融合”工程的推進(jìn)和視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，寬帶用戶對(duì)帶寬需求越來越大，人均帶寬100 Mbit/s將是未來寬帶接入的基本需求。

·廣泛覆蓋：隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，隨時(shí)隨地、任意終端與任意方式的安全接入已成為寬帶用戶對(duì)信息服務(wù)的基本需求，網(wǎng)絡(luò)空間與物理空間逐步融合成為大勢(shì)所趨。

·IP融合承載：隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的豐富與發(fā)展，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)緊密契合的“煙囪式”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式難以為繼，網(wǎng)絡(luò)融合不可逆轉(zhuǎn)。基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)融合承載已成為大勢(shì)所趨。

·超高可靠性：承載可靠性是多業(yè)務(wù)融合承載的基本條件。超寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的超高可靠性指標(biāo)（99.9999%），滿負(fù)荷情況下，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵鏈路故障倒換時(shí)間小于50 ms。

·綠色節(jié)能：綠色節(jié)能是實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營過程中必須保證單位能耗盡可能低，因此是新一代網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)和運(yùn)營過程中必須具備的特征。

·IPv6技術(shù)和業(yè)務(wù)使能：IPv4地址資源日漸稀缺，IPv6的部署迫在眉睫。具備開展IPv6業(yè)務(wù)的能力，是超寬帶城域網(wǎng)必須具備的特點(diǎn)。

2.2 超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路

超寬帶城域網(wǎng)體系的發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)用戶—業(yè)務(wù)—網(wǎng)絡(luò)的有效協(xié)同，在保障和提升用戶體驗(yàn)的同時(shí)，降低每比特能耗，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展。因此，一個(gè)完整的超寬帶城域網(wǎng)體系不應(yīng)僅僅包括用戶和業(yè)務(wù)承載平臺(tái)，還應(yīng)包含策略控制等多個(gè)層面。本文提出的超寬帶城域網(wǎng)體系如圖1所示，包括超寬帶承載層、超寬帶策略控制層、運(yùn)營支撐系統(tǒng)和超寬帶城域安全體系4部分。

2.2.1 超寬帶城域承載層

通過各種接入手段，在光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用All-IP架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模用戶/終端的隨時(shí)隨地、任意方式的接入與承載。從承載角度而言，超寬帶城域網(wǎng)應(yīng)解決網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展、覆蓋范圍延伸和承載效率提升等問題。

2.2.2 超寬帶策略控制層

實(shí)現(xiàn)用戶—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)有效協(xié)同的重要功能體，具備融合AAA、策略控制、資源管理與流量管理等功能，通過系統(tǒng)間數(shù)據(jù)信息的共享、交換及綜合關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)用戶、業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息有效溝通。

2.2.3 運(yùn)營支撐系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)用戶-網(wǎng)絡(luò)-業(yè)務(wù)有效協(xié)同的必要條件，覆蓋承載層、策略控制層和業(yè)務(wù)層等多個(gè)層面，具備計(jì)費(fèi)、營業(yè)和客戶服務(wù)等功能。通過信息與資源共享，可實(shí)現(xiàn)用戶、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)之間的信息流轉(zhuǎn)和相關(guān)功能的自動(dòng)化部署。超寬帶城域網(wǎng)體系的運(yùn)營支撐系統(tǒng)可在原有運(yùn)營支撐系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)和完善，以滿足超寬帶城域網(wǎng)的運(yùn)營需求，本文不再贅述。

2.2.4 超寬帶城域安全體系

超寬帶城域網(wǎng)的一體化安全保障體系覆蓋承載層、策略控制層和業(yè)務(wù)層等多個(gè)層面，通過全網(wǎng)分布式安全感知與管控、終端安全防護(hù)、內(nèi)容安全管控等手段，實(shí)現(xiàn)超寬帶城域網(wǎng)環(huán)境下的用戶、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)安全保障。

圖1 超寬帶城域網(wǎng)體系

2.3 超寬帶城域承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路

為滿足大規(guī)模超寬帶接入和承載需求，超寬帶城域承載網(wǎng)應(yīng)是在全光網(wǎng)絡(luò)和架構(gòu)扁平化基礎(chǔ)上的IP-傳輸協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)-平臺(tái)協(xié)同的融合承載架構(gòu)。超寬帶城域承載網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示，每類網(wǎng)元根據(jù)角色定位都應(yīng)具備認(rèn)證授權(quán)、資源感知、內(nèi)容感知和拓?fù)涓兄饶芰?，以便與策略控制層交互。其設(shè)計(jì)過程中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容包括以下3點(diǎn)。

2.3.1 基于架構(gòu)扁平化的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)邊緣提供大容量接入能力，網(wǎng)絡(luò)核心提供高效轉(zhuǎn)發(fā)能力，是基于扁平化的城域網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化的前提條件。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化主要通過減少網(wǎng)絡(luò)層次和優(yōu)化網(wǎng)元布局等手段實(shí)現(xiàn)。

（1）減少網(wǎng)絡(luò)層次

寬帶接入網(wǎng)通過大容量、長距離PON滿足超寬帶用戶多場(chǎng)景接入需求，并通過OLT直連接入控制網(wǎng)關(guān)BRAS/SR，簡化接入網(wǎng)絡(luò)層次；城域骨干網(wǎng)取消匯聚路由器，利用OTN靈活組網(wǎng)和資源調(diào)度能力消除由于長途中繼而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)層次，實(shí)現(xiàn)出口路由器—接入控制網(wǎng)關(guān)直聯(lián)。此外，通過大容量或集群設(shè)備的引入（為有效保護(hù)投資，超寬帶城域網(wǎng)中所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都應(yīng)具備IPv6-Ready能力，并支持雙棧協(xié)議），消除由于端口不足而產(chǎn)生的背靠背互聯(lián)現(xiàn)象。

（2）優(yōu)化網(wǎng)元布局

大容量和融合化是接入控制網(wǎng)關(guān)的發(fā)展趨勢(shì)，網(wǎng)元數(shù)量的減少和有效集中是提升網(wǎng)絡(luò)效能的重要手段。設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)本著“大容量，少局所”原則，結(jié)合光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)化接入控制網(wǎng)關(guān)部署，在保證接入控制點(diǎn)擴(kuò)展性的同時(shí)，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。同時(shí)，城域網(wǎng)出口逐步引入大容量可擴(kuò)展集群路由器，減少城域網(wǎng)骨干路由器數(shù)量，節(jié)省城域骨干路由器之間以及城域骨干路由器—接入控制網(wǎng)關(guān)之間的互聯(lián)端口和光纖，有效降低城域骨干網(wǎng)能耗。

2.3.2 以IP-傳輸協(xié)同為基礎(chǔ)的承載效率提升

目前，城域傳輸網(wǎng)絡(luò)中超過90%的流量為IP流量。IP-傳輸協(xié)同可提升承載效率和可靠性，降低IP-傳輸綜合組網(wǎng)成本。

城域范圍內(nèi)IP-傳輸協(xié)同思路是引入OTN，實(shí)現(xiàn)IP層與光層的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。利用IP層的業(yè)務(wù)感知和高效報(bào)文處理能力，實(shí)現(xiàn)小流量優(yōu)先傳送（IP報(bào)文統(tǒng)計(jì)復(fù)用原理可使小流量傳輸效率最大化）；利用OTN的低成本超大容量超長距離傳送能力，實(shí)現(xiàn)大流量優(yōu)先傳送（剛性管道更適合大流量傳送）。IP-OTN協(xié)同條件下的流量分層傳送原理如圖3所示。IP與光層根據(jù)流量特點(diǎn)分流傳送，光層直達(dá)流量無需中間路由器處理，在降低中間路由器帶寬壓力的同時(shí)提升光層帶寬效率，實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)帶寬效率最大化。此外，基于OTN的支線路分離和端口匯聚等特點(diǎn)，在城域光纖和IP層帶寬能力不足的情況下，引入OTN，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

圖2 超寬帶城域承載網(wǎng)架構(gòu)

圖3 IP-OTN協(xié)同條件下的流量優(yōu)化承載

2.3.3 以平臺(tái)—網(wǎng)絡(luò)協(xié)同為基礎(chǔ)的用戶體驗(yàn)提升和流量優(yōu)化

根據(jù)IBM公司的研究成果，過去25年中，存儲(chǔ)成本以平均每周3%的速度下降，遠(yuǎn)快于網(wǎng)絡(luò)帶寬成本的下降速度；另一方面，就近獲取視頻內(nèi)容的方式可顯著提升用戶體驗(yàn)。因此，超寬帶城域承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中基于“存儲(chǔ)換帶寬”理念，將CDN平臺(tái)引入城域網(wǎng)，在緩解城域網(wǎng)帶寬壓力的同時(shí)，進(jìn)一步提高用戶體驗(yàn)。

CDN平臺(tái)與IP城域網(wǎng)協(xié)同的前提是CDN區(qū)域中心處于城域網(wǎng)內(nèi)，為避免CDN區(qū)域中心與POP之間的流量繞轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)過程中，通常將CDN區(qū)域中心與城域核心路由器對(duì)接。CDN POP點(diǎn)與接入控制點(diǎn)的對(duì)接方式是設(shè)計(jì)重點(diǎn)，兩者的對(duì)接方式取決于視頻用戶規(guī)模和接入控制點(diǎn)覆蓋范圍等因素。通常情況下，若接入控制點(diǎn)的在線視頻用戶規(guī)模超過3萬且覆蓋半徑大于5 km，就需要CDN POP點(diǎn)與接入控制點(diǎn)一對(duì)一銜接；若在線視頻用戶規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，可考慮將CDN POP點(diǎn)下移至OLT等位置。

2.4 超寬帶策略控制層設(shè)計(jì)思路

業(yè)務(wù)-網(wǎng)絡(luò)協(xié)同是網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化承載的必要條件。業(yè)務(wù)融合承載條件下，策略控制層對(duì)超寬帶城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)-網(wǎng)絡(luò)協(xié)同至關(guān)重要。由于超寬帶條件下業(yè)務(wù)-網(wǎng)絡(luò)協(xié)同涉及用戶信息、業(yè)務(wù)信息以及網(wǎng)絡(luò)資源等的動(dòng)態(tài)調(diào)度與決策，傳統(tǒng)的各系統(tǒng)分立方式的承載控制手段已無法滿足需求。在超寬帶策略控制層設(shè)計(jì)過程中，引入云計(jì)算技術(shù)與理念，在原有承載控制層基礎(chǔ)上優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)云化承載控制平臺(tái)。云化承載控制平臺(tái)如圖4所示，基于云計(jì)算相關(guān)技術(shù)，采用規(guī)范化接口實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)信息的共享、交換及綜合關(guān)聯(lián)分析，將各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，從而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)在同一環(huán)境下的有效運(yùn)作。

2.5 超寬帶城域安全體系設(shè)計(jì)思路

信息安全涵蓋平臺(tái)、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)和用戶等多個(gè)層面，傳統(tǒng)的安全體系屬于附加、被動(dòng)的防御體系，以外部防范為主，聚焦在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保護(hù)上，難以滿足超寬帶條件下的城域網(wǎng)安全需求。

圖4 云化承載控制平臺(tái)架構(gòu)

超寬帶城域網(wǎng)安全體系以一體化安全管理和DDoS攻擊防御系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在云計(jì)算架構(gòu)平臺(tái)上引入異常流量監(jiān)控和內(nèi)容安全管理等功能，將安全防范與網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)等緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)用戶—網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)全方位一體化的安全防護(hù)。

（1）一體化安全管理系統(tǒng)

通過統(tǒng)一安全監(jiān)控、分析和處理，實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一安全管理。主要功能包括安全風(fēng)險(xiǎn)管理、安全事件管理、脆弱性管理、安全告警管理、安全響應(yīng)管理、安全預(yù)警管理、安全考核管理和資產(chǎn)信息管理等。

（2）DDoS 攻擊防御系統(tǒng)

具備全網(wǎng)集中調(diào)度、分布部署、并行處理以及流量清洗能力，可為超寬帶網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)等提供安全保障，有效提高網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)的健壯性。系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括攻擊檢測(cè)和判斷、流量牽引、流量清洗和流量回注。

（3）異常流量監(jiān)控系統(tǒng)

具備城域范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)異常流量監(jiān)測(cè)和處理功能，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)攻擊發(fā)生時(shí)，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量異常，準(zhǔn)確定位攻擊來源和攻擊目標(biāo)，并做出及時(shí)而準(zhǔn)確的流量異常報(bào)警和安全響應(yīng)。對(duì)該系統(tǒng)的基本要求包括：對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量行為進(jìn)行基于流量模型的異常流量判斷分析，并提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)流量行為深入輔助分析功能；在網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和正常網(wǎng)絡(luò)流量定義的基礎(chǔ)上，通過一定的分析模型和算法進(jìn)行異常流量的智能判斷，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常流量時(shí)用多種方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警或提示。

（4）內(nèi)容安全系統(tǒng)

采用深度包檢測(cè)技術(shù)對(duì)應(yīng)用層信息進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和防控不良信息內(nèi)容，主要功能包括網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)站內(nèi)容主動(dòng)監(jiān)管、網(wǎng)站備案監(jiān)測(cè)、網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)和IP地址精細(xì)化管理等。

3 超寬帶域域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

超寬帶城域網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展涉及方方面面的技術(shù)，本文主要對(duì)超寬帶城域承載網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1 IP與OTN協(xié)同技術(shù)

IP與OTN協(xié)同主要通過在路由器上引入通道化OTN技術(shù)或在OTN上引入VLAN子接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路由器與OTN設(shè)備在物理接口上的互通，并通過GMPLS協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量的統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)IP層與光層有效協(xié)同條件下的流量優(yōu)化承載。為滿足超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)和業(yè)務(wù)承載需求，以 EOO(ethernet over OTN)和PID（photonic integrated device，光子集成設(shè)備）技術(shù)為基礎(chǔ)，提升OTN的資源調(diào)度和靈活組網(wǎng)能力。

EOO技術(shù)將以太網(wǎng)幀映射到OTN幀，集成二層交換功能，實(shí)現(xiàn)靈活的ODUk或ODUflex調(diào)度，提供由GE/10GE向10GE/40GE的端口匯聚能力，從而實(shí)現(xiàn)基于WDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分組二層交換、匯聚和傳送，建立數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)二層直達(dá)通道，提升網(wǎng)絡(luò)效率。

PID技術(shù)可將傳統(tǒng)收發(fā)端激光器、合/分波單元、光放以及波分波長轉(zhuǎn)換單元OTU等功能集成在單個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)，從而使得設(shè)備單卡集成能力大幅提升?；赑ID技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的多板卡向單板卡的集成，集成度高，能耗低，綠色環(huán)保并且免跳纖，在簡化波分光層的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了建網(wǎng)和維護(hù)成本的下降。

3.2 業(yè)務(wù)可靠性保障技術(shù)

承載可靠性是業(yè)務(wù)可靠性的根本保障，由于IP網(wǎng)絡(luò)“盡力而為”的特性，IP綜合承載條件下的可靠性始終是IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性主要通過快速故障檢測(cè)和拓?fù)?設(shè)備冗余實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次劃分，IP城域網(wǎng)可靠性可分為接入層可靠性和城域骨干層可靠性。接入層可靠性可通過增強(qiáng)型Ethernet、L2 MPLS VPN、PTN、PON 和MSTP 等技 術(shù)實(shí)現(xiàn) ，在IP綜合承載條件下，越來越多地通過EAPS、VLL/VPLS和MPLS-TP等技術(shù)實(shí)現(xiàn)；通常情況下，城域骨干層可靠性主要基于MPLS TE技術(shù)等實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵路徑和關(guān)鍵設(shè)備故障保護(hù)，然而由于MPLS TE技術(shù)面向連接的特性，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署。

IP城域網(wǎng)中，接入控制設(shè)備不僅承擔(dān)著流量轉(zhuǎn)發(fā)和控制功能，而且承擔(dān)著用戶管理的部分功能，是業(yè)務(wù)可靠性保障最重要的網(wǎng)元。因此，接入控制設(shè)備可靠性是城域網(wǎng)業(yè)務(wù)可靠性的重要保障，主要通過跨機(jī)箱無縫熱備技術(shù)實(shí)現(xiàn)?？鐧C(jī)箱無縫熱備技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理如圖5所示，在用戶信息同步的基礎(chǔ)上，結(jié)合VRRP和BFD等技術(shù)，在滿負(fù)荷情況下可保證關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵鏈路故障倒換時(shí)間小于50 ms。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合快速路由收斂等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)視頻、音視等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的超高可靠性指標(biāo)（99.9999%）。

3.3 視頻承載優(yōu)化技術(shù)

由于視頻業(yè)務(wù)的長連接、高帶寬以及用戶體驗(yàn)敏感等特點(diǎn)，大規(guī)模視頻業(yè)務(wù)的開展對(duì)城域網(wǎng)容量和承載能力都帶來極大挑戰(zhàn)。城域網(wǎng)視頻承載優(yōu)化需要重點(diǎn)解決視頻直播業(yè)務(wù)承載、視頻體驗(yàn)提升和故障快速定界定位3方面問題。針對(duì)直播業(yè)務(wù)，城域網(wǎng)需全程啟用多播功能，以降低視頻流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)的沖擊；為實(shí)現(xiàn)接入控制網(wǎng)關(guān)以下的直播業(yè)務(wù)優(yōu)化分發(fā)，在接入控制設(shè)備啟用跨VLAN多播、IPoE等功能；視頻體驗(yàn)的提升和故障快速定界定位主要基于網(wǎng)絡(luò)集成視頻增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

圖5 跨機(jī)箱無縫熱備技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

IPoE基于DHCP協(xié)議擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)廣域的IP報(bào)文認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)和有效傳輸。相對(duì)于PPPoE而言，IPoE的優(yōu)勢(shì)不僅在于封裝結(jié)構(gòu)的簡化，而且在于多播分發(fā)效率的提升：PPPoE接入方式下，由于用戶與接入控制網(wǎng)關(guān)之間是PPP連接，多播報(bào)文的復(fù)制只能以每用戶為單位，實(shí)際效果類似于單播承載；IPoE方式下，多播報(bào)文基于端口或VLAN復(fù)制，如果結(jié)合跨VLAN多播，可實(shí)現(xiàn)更高效率的多播分發(fā)。大規(guī)模直播業(yè)務(wù)條件下，IPoE方式可實(shí)現(xiàn)多播復(fù)制點(diǎn)由接入控制網(wǎng)關(guān)向OLT等位置的下移，進(jìn)一步提高多播分發(fā)效率。

網(wǎng)絡(luò)集成視頻增強(qiáng)技術(shù)通過在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中集成專用視頻業(yè)務(wù)處理和存儲(chǔ)芯片，實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)增強(qiáng)和視頻內(nèi)容的臨時(shí)緩存，并形成對(duì)視頻業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?；诰W(wǎng)絡(luò)集成視頻增強(qiáng)技術(shù)，IPTV頻道切換時(shí)間可由原來的2～5 s縮短到1 s以內(nèi)，畫面質(zhì)量得以大幅提高，視頻故障得以快速定界和定位。此外，還可通過IP和存儲(chǔ)技術(shù)協(xié)同，縮短流量路徑，實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)流量模型優(yōu)化，提升帶寬效率。

4 結(jié)束語

結(jié)合IP-傳輸協(xié)同、高速通道、視頻承載優(yōu)化與安全防護(hù)等技術(shù)的綜合運(yùn)用，通過科學(xué)架構(gòu)設(shè)計(jì)，形成高效能、可擴(kuò)展和高可信超寬帶城域網(wǎng)絡(luò)體系，對(duì)于提升國家信息產(chǎn)業(yè)整體水平，推動(dòng)社會(huì)信息化的發(fā)展至關(guān)重要。隨著信息化的不斷深入，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)還將提出新的需求。超寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要通過實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和完善，以使超寬帶城域基礎(chǔ)設(shè)施更貼近和服務(wù)于國家信息化發(fā)展需求。

1 唐宏,朱永慶.超寬帶城域網(wǎng)建設(shè)思路探討.廣東通信技術(shù)，2011(6)

2 金華敏,何明,王帥.可信互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系和建設(shè)思路.電信技術(shù)，2010(6)

3 薛沛林,伍佑明,朱永慶.IP城域網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)識(shí)別與控制技術(shù)方案探討.廣東通信技術(shù)，2007(11)