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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，是小編專門為各位通信工程畢業(yè)的同學(xué)準(zhǔn)備的論文，希望對(duì)大家有幫助!
摘 要：IP城域網(wǎng)是在一個(gè)城市范圍內(nèi)提供寬帶數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)、用于接入用戶和發(fā)展增值業(yè)務(wù)的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。隨著互聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展，用戶對(duì)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(jié)構(gòu)直接影響到互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，因此，如何對(duì)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(tái)的新寵。寬帶運(yùn)營商的IP城域網(wǎng)建設(shè)思路及技術(shù)方案對(duì)運(yùn)營商至關(guān)重要。如何建設(shè)一個(gè)能夠提供統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，成為運(yùn)營商應(yīng)對(duì)當(dāng)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)展過程中扮演著重要的角色，為滿足網(wǎng)絡(luò)接入層帶寬大幅度增長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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化而來，指介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間，在城市及郊區(qū)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息傳輸與交換的一種網(wǎng)絡(luò)。這里所說的IP城域網(wǎng)，是指覆蓋城市范圍、為全市各類用戶提供寬帶接入的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。對(duì)一個(gè)城市而言，IP城域網(wǎng)的建設(shè)是其信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分：從技術(shù)和運(yùn)營模式來看，IP城域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的融合;從技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，IP城域網(wǎng)將會(huì)是傳統(tǒng)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(hào)具有的頻帶寬度。信號(hào)的帶寬是指該信號(hào)所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。②在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力，因此，網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時(shí)間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。
在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率：信號(hào)(即電磁波)在傳輸媒體上的傳播速率(m/s或km/s);計(jì)算機(jī)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(tǒng)電信運(yùn)營商在組建城域網(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計(jì)費(fèi)。但是，相對(duì)IP技術(shù)來說，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)問題：①所有進(jìn)入ATM網(wǎng)絡(luò)的IP包都需要分割成固定長度的信元，開銷大、傳輸效率低;②無連接的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(xù)期等問題，造成協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理非常復(fù)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ATM實(shí)現(xiàn)的IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬受限于ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身，這對(duì)超大規(guī)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(dǎo)高速數(shù)據(jù)流。PPP按RFC1661的要求實(shí)現(xiàn)讀協(xié)議封裝、錯(cuò)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(shù)據(jù)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(kuò)展到城域和廣域，在城域構(gòu)建純IP的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采用核心路由交換機(jī)。基于千兆以太網(wǎng)的城域網(wǎng)互聯(lián)的主要推動(dòng)力是組網(wǎng)簡單、低成本。此外，以太網(wǎng)技術(shù)具有較好的擴(kuò)展性，可以方便地?cái)U(kuò)展用戶的數(shù)量，同時(shí)其統(tǒng)計(jì)復(fù)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(jié)合起來，可支持多種業(yè)務(wù)類型和基于LAN、MAN、WAN的低成本應(yīng)用。因此，它的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)合算中。
3 IP城域網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)
為了便于網(wǎng)絡(luò)的管理、維護(hù)和擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)必須有合理的層次結(jié)構(gòu)。因此，大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)均遵循層次化設(shè)計(jì)的原則。
從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來分，根據(jù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，一般將城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分為3層：核心層、匯聚層和接入層。城域網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)又統(tǒng)稱為骨干節(jié)點(diǎn)，它們就是未來的IP目標(biāo)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(nèi)光纖或高速傳輸線互連。
3.1 核心層
IP城域網(wǎng)核心層網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)以及整個(gè)城域網(wǎng)路由表的維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與IP廣域骨干網(wǎng)的互聯(lián)，提供城市的高速IP數(shù)據(jù)出口，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)考慮可靠性和可擴(kuò)展性。核心層主要由傳輸網(wǎng)絡(luò)與核心交換設(shè)備構(gòu)成。傳輸網(wǎng)絡(luò)一般采用高容量的傳輸設(shè)備，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的傳送：核心路由交換設(shè)備負(fù)責(zé)建立和管理承載連接，并對(duì)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(xiàn)以下功能：擴(kuò)展核心層設(shè)備的端口密度和端口種類;擴(kuò)大核心層節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)覆蓋范圍;匯聚接入節(jié)點(diǎn)，解決接入節(jié)點(diǎn)到核心節(jié)點(diǎn)間光纖資源緊張的問題;實(shí)現(xiàn)接入用戶的可管理性，當(dāng)接入層節(jié)點(diǎn)設(shè)備不能保證用戶流量控制時(shí)，需要由匯聚層設(shè)備提供用戶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(fù)責(zé)提供各種類型用戶的接入，在有需要時(shí)提供用戶流量控制功能。接入層節(jié)點(diǎn)的設(shè)置主要是為了將不同地理分布的用戶快速有效地接入骨干節(jié)點(diǎn)。接入層節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境中用戶數(shù)量、距離、密度等的不同，設(shè)置一級(jí)或級(jí)聯(lián)接入。由于用戶端設(shè)備端口需求量較大，因此要求接入設(shè)備要有優(yōu)良的性價(jià)比。
4 組建IP城域網(wǎng)的解決方案
4.1 IP城域網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)
IP城域網(wǎng)是傳送網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)、長途網(wǎng)與接入網(wǎng)的交匯點(diǎn)，是IP廣域骨干網(wǎng)的延續(xù)，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(shè)目標(biāo)是：①開放的基礎(chǔ)傳送平臺(tái);②數(shù)字化、寬帶化、綜合化的接入平臺(tái)，具備數(shù)據(jù)、圖像及語音的多種業(yè)務(wù)綜合接入能力;③具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力，滿足集團(tuán)用戶、行業(yè)用戶和商業(yè)住宅用戶不斷增長的業(yè)務(wù)需求;④具有有效的網(wǎng)絡(luò)管理能力和運(yùn)營能力。
4.2 IP城域網(wǎng)核心及匯聚層建設(shè)方案
組建IP城域網(wǎng)，在國內(nèi)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(jù)所在城市的經(jīng)濟(jì)和業(yè)務(wù)發(fā)展情況來統(tǒng)一考慮，同時(shí)所采用的技術(shù)應(yīng)該是符合標(biāo)準(zhǔn)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(jī)作為匯聚層的三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)(路由+交換);②采用高速LAN交換機(jī)為核心，交換機(jī)作為匯聚層(全交換)的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。
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組建，并以TGE方式組網(wǎng)為主，POS連接為輔，中繼采用市內(nèi)光纖或其他傳輸介質(zhì)，對(duì)于IP業(yè)務(wù)量大的城市，考慮到需要處理的IP數(shù)據(jù)包較多，只有采用高速路由器才能處理得過來，并且當(dāng)IP業(yè)務(wù)量較大時(shí)，IP層面的流量控制和服務(wù)級(jí)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(duì)業(yè)務(wù)量較大的城市，應(yīng)該采用高速路由器為核心來組建IP城域網(wǎng)。
4.2.2 采用高速LAN交換機(jī)為核心組建IP城域網(wǎng)
對(duì)于業(yè)務(wù)量中等以下的城市，可采用高速LAN交換機(jī)(同時(shí)支持第二層和第三層)為核心來組建IP城域網(wǎng)，并完全以GE方式組網(wǎng)，中繼采用市內(nèi)光纖或其他傳輸介質(zhì)，對(duì)于IP業(yè)務(wù)量中等以下的城市，考慮到需要處理的IP數(shù)據(jù)包不是特別多，并且由于帶寬相對(duì)較富余，IP層面的流量控制和服務(wù)級(jí)別劃分(CoS)等也不是特別重要，所以采用高速LAN交換機(jī)來組網(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)是沒有很好的可擴(kuò)充性及可管理性的，要使網(wǎng)絡(luò)具備層次性的結(jié)構(gòu)因素就必須引入3層的路由功能。因此，采用交換機(jī)為主的2層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案也同樣必須具備3層IP的路由功能和控制功能，通常的做法是通過在高速LAN交換機(jī)上配置3層路由模塊來實(shí)現(xiàn)。
考慮到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，高速LAN交換機(jī)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隔離和廣播數(shù)量的壓制。
對(duì)于城域網(wǎng)的骨干層面建設(shè)，同樣應(yīng)以簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橹鳎缛匀恢灰?個(gè)節(jié)點(diǎn)為核心節(jié)點(diǎn)，其他骨干節(jié)點(diǎn)(匯聚層節(jié)點(diǎn))分別與這2個(gè)核心節(jié)點(diǎn)相連接等;通過在核心層和匯聚層高速LAN交換機(jī)上配置3層功能和配置VLAN，構(gòu)成路由網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)相互疊加，相互共存，以滿足不同類型用戶對(duì)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(jī)為主組成，向用戶提供以太網(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(jī)為核心的組網(wǎng)方案似乎要更優(yōu)秀一些。作為電信級(jí)寬帶運(yùn)營商來說，一般采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案，以適應(yīng)用戶不斷豐富多樣以及高速帶寬的需求。
5 結(jié)束語
通過寬帶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(jié)構(gòu)，以及城域網(wǎng)的光纖物理網(wǎng)的建設(shè)、寬帶IP城域網(wǎng)出口帶寬的計(jì)算方法等問題入手，闡述了建設(shè)寬帶IP城域網(wǎng)的建設(shè)思路。對(duì)于一級(jí)城市來講，適合采用高速路由器為核心的組網(wǎng)方案來建設(shè)IP城域網(wǎng)核心層、匯聚層網(wǎng)絡(luò);對(duì)于接入層網(wǎng)絡(luò)適合采用PON技術(shù)進(jìn)行建設(shè)。
參考文獻(xiàn)：
[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.
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