寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及建設(shè)方案探究

李強富

【摘要】 文章通過筆者多年的實際工作經(jīng)驗，簡要地闡述了寬帶城域網(wǎng)的概念，在分析了寬帶IP城域網(wǎng)的建設(shè)原則的基礎(chǔ)上，從中就寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)進行了深入的總結(jié)與分析，并提出了寬帶IP城域網(wǎng)的建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】 寬帶 IP 城域網(wǎng) 組網(wǎng)技術(shù) 建設(shè)方案

隨著我國科技和計算機的飛速發(fā)展，我國迅速進入了信息化時代，人們對通信質(zhì)量和互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。然而，寬帶城域網(wǎng)的出現(xiàn)給通信行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶來了一些機遇，寬帶城域網(wǎng)是利用先進的接入技術(shù)，為用戶提供了一個圖像、數(shù)據(jù)、文字等多種媒體業(yè)務(wù)的綜合平臺，并為用戶提供多種接入方式，大大滿足了網(wǎng)絡(luò)用戶的需求。因此，加強探計與研究寬帶城域網(wǎng)的技術(shù)及建設(shè)方案是網(wǎng)絡(luò)工作者們首要關(guān)注的焦點。 本文主要就寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及建設(shè)方案進行了論述。

一、寬帶城域網(wǎng)的概念

寬帶城域網(wǎng)建設(shè)主要是為網(wǎng)絡(luò)用戶提供多媒體信息服務(wù)，滿足各行業(yè)網(wǎng)絡(luò)用戶的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，寬帶城域網(wǎng)是我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)戰(zhàn)略發(fā)展中的重點工作。寬帶城域網(wǎng)是社會公共信息服務(wù)平臺建設(shè)的基礎(chǔ)，可以為不同用戶提供多元化多媒體通信服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接入方式。目前，我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要包括三種類型：電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。隨著網(wǎng)絡(luò) IP 技術(shù)的進步， 將三種網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)融合已經(jīng)成為了我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展趨勢。

二、寬帶IP城域網(wǎng)的建設(shè)原則

為了滿足人們對通信的需求，提高網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量，IP城域網(wǎng)建設(shè)必須遵循以下原則： （1）規(guī)范網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，積極制定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，使其在IP城域網(wǎng)穩(wěn)定運行中可以充分發(fā)揮設(shè)備的各種性能，同時要明確網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理制度和要求，保證投入到網(wǎng)絡(luò)運營中的設(shè)備可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)升級和擴容發(fā)展；（2）集中控制管理原則，通過網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入層對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進行集中統(tǒng)一管理和控制，可以建設(shè)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計費系統(tǒng)等，進一步實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的集中控制，提高IP城域網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性；（3）網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的差異化原則，在相同 IP 城域網(wǎng)中，為不同網(wǎng)絡(luò)用戶提出的業(yè)務(wù)需求提供等級服務(wù)，針對不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量收取相關(guān)費用；（4）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的扁平化原則，不斷擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，增加網(wǎng)絡(luò)容量，逐步減少骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量，盡量不采用非主流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和信息技術(shù)；（5）網(wǎng)絡(luò)層次的清晰化原則，必須保證網(wǎng)絡(luò)寬帶接入網(wǎng)的層次清晰，骨干網(wǎng)由控制層和核心層共同組成。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 寬帶IP城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

三、寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)

寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)、ATM網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)、PoS網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)和DPT組網(wǎng)技術(shù)等，本文主要針對以上四種網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)進行研究分析。

3.1 以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

以太網(wǎng)具有靈活方便、操作簡單等特征，以太網(wǎng)組網(wǎng)可以采用多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用不同的物理介質(zhì)，目前，以太網(wǎng)是我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的組網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)傳輸速率分為10Mb/s、 100Mb/s 和 1000Mb/s 等。寬帶IP城域網(wǎng)組網(wǎng)采用的是千兆以太網(wǎng)技術(shù)， 將以太網(wǎng)與城域網(wǎng)連接，建立IP城域網(wǎng)平臺，采用核心路由器、交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組建寬帶IP城域網(wǎng)。通過千兆以太網(wǎng)進行寬帶IP城域網(wǎng)組網(wǎng)，具有成本低、操作簡單、方便靈活、 擴展性強等優(yōu)點，可以隨時增加網(wǎng)絡(luò)用戶。而且，以太網(wǎng)的特有統(tǒng)計復(fù)用功能提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，但是，利用千兆以太網(wǎng)組建的寬帶IP城域網(wǎng)同樣面臨著管理性和安全性較差、 網(wǎng)絡(luò)流量控制困難等問題，需要進一步研究和完善。

3.2 PoS組網(wǎng)方案

PoS組網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，非常適用于基于網(wǎng)絡(luò)IP業(yè)務(wù)為主的電信網(wǎng)、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)IP業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商來傳輸高速數(shù)據(jù)信息。PoS組網(wǎng)技術(shù)按照PPP的RFC166的要求來封裝讀協(xié)議、初始化鏈路控制等，以此實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)IP的分組封裝。再根據(jù)RFC1661的具體要求形成HDLC數(shù)據(jù)幀，再將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到SDH/SONET實施處理，最終完成整個數(shù)據(jù)傳輸過程。PoS 組網(wǎng)技術(shù)可以簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)ATM 層的體系架構(gòu)，同時確保了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的可靠性，保證SDH系統(tǒng)可以支持語音、視頻、數(shù)據(jù)等基于IP的多媒體數(shù)據(jù)傳輸。由于PoS組網(wǎng)技術(shù)采用的是千兆路由交換機，導(dǎo)致了寬帶IP城域網(wǎng)組網(wǎng)成本的增加。

3.3 ATM組網(wǎng)技術(shù)

ATM指的是異步網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)端口的實際情況進行收費，提供UBR、ABR、VBR等多種網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。同時，ATM 組網(wǎng)技術(shù)可以將不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)集中到統(tǒng)一通道中進行統(tǒng)一管理。但是，ATM 組網(wǎng)技術(shù)也具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本過高、數(shù)據(jù)傳輸速率受限、網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議復(fù)雜等問題，而且，利用 ATM 組網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的寬帶IP城域網(wǎng)帶寬受到技術(shù)本身的限制，不適用于大規(guī)模骨干網(wǎng)組建。

3.4 DPT組網(wǎng)技術(shù)

DPT，即動態(tài)分組陣輸技術(shù)。通過將IP路由器的寬帶效率、成本有效性、光纖環(huán)的豐富性以及自愈功能相結(jié)合，可以支持多種業(yè)務(wù)類型，提供了下一代數(shù)據(jù)化的光纖傳輸解決方案，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可用性和穩(wěn)定性。此外，DPT技術(shù)采用分組環(huán)解決方案，使寬帶復(fù)用功能得到了充分利用，使其經(jīng)濟開銷大大減少。

各組網(wǎng)枝術(shù)的優(yōu)缺點如表1所示：

組網(wǎng)枝術(shù) 優(yōu)點 缺點

以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù) 組網(wǎng)簡單方便，成本低，為城域網(wǎng)提供了良好的可擴展性；提高中繼寬帶利用率 可管理性，安全性以及流量控制方面存在缺陷

PoS 組網(wǎng)方案 具有較高的傳輸速度和傳輸效率；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單 組網(wǎng)成本過高，無法從總體上提高IP城域網(wǎng)的性能

ATM組網(wǎng)技術(shù) 寬帶交換實現(xiàn)高速化，大容量；具有較高的安全性和可靠性；組風(fēng)靈活方便 開銷大；傳輸效率低；ATM是以ATM地址尋址，無法直接利用IP地址尋址；具有較大的局限性，不適合超大規(guī)模的骨干網(wǎng)

DPT組網(wǎng)技術(shù) 具有較高的網(wǎng)絡(luò)可用性和穩(wěn)定性；經(jīng)濟開銷較少；傳輸方式靈活；寬帶利用率高 僅限于GISCO擁有，沿未成標(biāo)準(zhǔn)

表1

四、寬帶IP城域網(wǎng)的建設(shè)方案

寬帶IP城域網(wǎng)的組建方案類型眾多，但在實際組網(wǎng)過程中必須結(jié)合城域網(wǎng)所在城市的實際需求和經(jīng)濟發(fā)展水平等因素，做到因地制宜、合理組網(wǎng)。采用適當(dāng)?shù)慕M網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備符合行業(yè)規(guī)范。目前，寬帶IP城域網(wǎng)的組建方案主要包括兩種：（1）以高速路由器作為組網(wǎng)核心層，匯聚層由交換機和路由器構(gòu)成，組建成三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；（2）以高速交換機作為網(wǎng)絡(luò)核心層，匯聚層由交換機組成，構(gòu)成兩層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

4.1 以高速路由器為核心的組網(wǎng)方案

以高速路由器為核心的寬帶IP城域網(wǎng)組網(wǎng)方案主要應(yīng)用于大型城市IP業(yè)務(wù)量較多的組網(wǎng)規(guī)劃中，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以TGE組網(wǎng)方式為主，PoS 組網(wǎng)技術(shù)為輔，以城市中的光纖線路作為中繼部分。由于大型城市的IP業(yè)務(wù)量多，需要處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量龐大，因此，只有利用高速路由器才能實現(xiàn)快速處理，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量持續(xù)增多時，必須對IP業(yè)務(wù)服務(wù)按照等級劃分， 對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量進行實時監(jiān)控，需要高速路由器給予支持。對于IP業(yè)務(wù)量較多的城市城域網(wǎng)規(guī)劃來說，應(yīng)該采用高速路由器作為核心的組網(wǎng)方案。

4.2 以高速交換機為核心的組網(wǎng)方案

以高速交換機作為核心的寬帶IP城域網(wǎng)組網(wǎng)方案主要應(yīng)用于中小型城市的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)。其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以GE組網(wǎng)方式為主，以中小型城市中的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)作為中繼部分。由于中小型城市對于IP業(yè)務(wù)需求量較少，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的數(shù)量也偏低，網(wǎng)絡(luò)帶寬容量比較富余， 不需要按照等級劃分IP業(yè)務(wù)服務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控的需求也不高，由此，中小型城市的寬帶IP城域網(wǎng)建設(shè)采用以高速交換機作為核心的方案是非常適用的。

但是，對于兩層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來說，其擴展性和可管理性較差，組網(wǎng)過程中必須加入三層路由功能。因此，在兩層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)建設(shè)中想要達到三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能，需要加入高速交換機作為第三次路由模塊。

五、結(jié)束語

總之，隨著全國各地城域網(wǎng)建設(shè)的興起，在建設(shè)管理中暴露出來很多問題，因此如何有效解決這些問題，是組網(wǎng)管理者首要的任務(wù)之一。組網(wǎng)技術(shù)和組網(wǎng)方案是城域網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵，只有正確認(rèn)識寬帶城域網(wǎng)技術(shù)，并掌握其操作要領(lǐng)，才能組建出高質(zhì)量的城域網(wǎng)，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

[1]王艷云，孫濤.聯(lián)通公司寬帶IP城域網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計[J].電子制作，2013（11）：139

[2]劉耀華.寬帶IP城域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)及其運用[J].科技風(fēng)，2013（17）：118-119