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IP城域網(wǎng)——未來(lái)城域網(wǎng)的發(fā)展方向

時(shí)間:2015-06-28 00:00:00 來(lái)源:IT貓撲網(wǎng) 作者:網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評(píng)論(0)

城域網(wǎng)建設(shè)的投入大、問(wèn)題多、困難多是運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)注和急于解決的問(wèn)題。正因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商極為關(guān)注,制造商的商機(jī)大,因而城域網(wǎng)的新技術(shù)在不斷推出,達(dá)到令人眼花繚亂的程度。但是,目前推出的技術(shù)雖多,卻沒(méi)有一種技術(shù)可以滿足運(yùn)營(yíng)商的全部需求,因而城域網(wǎng)技術(shù)也是運(yùn)營(yíng)商最為困惑、最難確定的。

不同的電信運(yùn)營(yíng)商因其所擁有的資源不同,對(duì)城域網(wǎng)技術(shù)、設(shè)備有不同的要求,導(dǎo)致目前城域網(wǎng)的發(fā)展方向不能唯一確定;但是,用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載眾多業(yè)務(wù),使運(yùn)營(yíng)成本最小化,則是他們的共同的要求。雖然目前還沒(méi)有一種技術(shù)能滿足運(yùn)營(yíng)商在可見(jiàn)的將來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要,但市場(chǎng)的需求將會(huì)促進(jìn)城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,并最終走向一致。

隨著國(guó)內(nèi)寬帶接入的快速發(fā)展,城域網(wǎng)已成為運(yùn)營(yíng)商對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)和有效擴(kuò)展業(yè)務(wù)的瓶頸,由此國(guó)內(nèi)正在掀起建設(shè)城域網(wǎng)的高潮。目前,城域網(wǎng)技術(shù)成了電信制造業(yè)和運(yùn)營(yíng)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

城域網(wǎng)的定義

城域網(wǎng)是一種主要面向公眾電信用戶的、最大可覆蓋城市及其郊區(qū)范圍的、可提供豐富業(yè)務(wù)和支持多種通信協(xié)議的公用網(wǎng),在地理位置上網(wǎng)絡(luò)覆蓋一個(gè)城市(該城市一般屬于行政地級(jí)市以上的城市)市區(qū)和近郊區(qū)及其所轄的所有縣市(考慮到網(wǎng)絡(luò)扁平化結(jié)構(gòu)等實(shí)際情況,也可做適當(dāng)擴(kuò)充,地理上覆蓋若干個(gè)地級(jí)城市)。

一個(gè)完整的城域網(wǎng)在垂直方向上由城域傳送網(wǎng)、城域承載網(wǎng)、城域業(yè)務(wù)/應(yīng)用網(wǎng)及支撐網(wǎng)(如信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、管理及用戶支撐系統(tǒng))組成。城域傳送網(wǎng)和城域分組承載網(wǎng)共同構(gòu)成了整個(gè)城域網(wǎng)的基礎(chǔ)承載平臺(tái)。城域業(yè)務(wù)/應(yīng)用網(wǎng)是整個(gè)城域網(wǎng)各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供平臺(tái),由具體的業(yè)務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)組成,如城域會(huì)議電視網(wǎng)、城域IP電話網(wǎng)、城域遠(yuǎn)程教育網(wǎng)等。目前大家經(jīng)常提及的城域網(wǎng)通常指由城域傳送網(wǎng)和城域分組承載網(wǎng)共同構(gòu)成的基礎(chǔ)承載平臺(tái)。

城域傳送網(wǎng)、城域承載網(wǎng)在水平方向一般可分為核心部分(網(wǎng))、匯聚部分(網(wǎng))和接入部分(網(wǎng))等。對(duì)于中小規(guī)模的城域網(wǎng),則可以簡(jiǎn)化為兩層,只有核心層、匯聚層(匯聚層與接入層綜合在一起),或者是只有核心層(匯聚層)與接入層(匯聚層與核心層綜合在一起)。

目前傳送網(wǎng)的作用主要是向業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供連接專線,光纖、波長(zhǎng)可以提供高速、大帶寬的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線;SDH VC可以提供中、高速,大帶寬的點(diǎn)到點(diǎn)專線;ATM PVC可以提供中速、高速的點(diǎn)到點(diǎn)專線;幀中繼、DDN提供中、低速專線,以上的專線均可以提供長(zhǎng)途遠(yuǎn)程專線。雙絞線、同軸線等能提供用戶與局端連接專線,從形式上來(lái)說(shuō)長(zhǎng)途遠(yuǎn)程專線和本地近程專線有巨大的差異,但從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),兩者對(duì)業(yè)務(wù)承載網(wǎng)都是連接其節(jié)點(diǎn)設(shè)備間的連接專線,它們都不參與業(yè)務(wù)信息元的交換或路由,從這個(gè)意義上說(shuō),傳送網(wǎng)這一層可厚、可薄,最薄的傳送層只剩光纖。

承載網(wǎng)完成業(yè)務(wù)信息元的交換或路由,將業(yè)務(wù)信息元從源端送達(dá)目的端。

影響城域網(wǎng)走向的主要因素

1.業(yè)務(wù)的多樣化和綜合化趨勢(shì)影響城域網(wǎng)發(fā)展方向

業(yè)務(wù)的多樣化是運(yùn)營(yíng)商商業(yè)運(yùn)作的需要,也是社會(huì)信息化帶來(lái)的用戶需求;業(yè)務(wù)的綜合化是技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,多媒體業(yè)務(wù)是下一代的主流業(yè)務(wù)已是業(yè)界的共識(shí)。業(yè)務(wù)的多樣化和綜合化趨勢(shì)要求網(wǎng)絡(luò)有能力承載寬帶業(yè)務(wù)與窄帶業(yè)務(wù),還要有能力承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),理論與實(shí)踐都表明能夠承載上述4類業(yè)務(wù)的網(wǎng)目前只能是基于分組交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。ATM做過(guò)嘗試,沒(méi)有成功;IP技術(shù)正在做嘗試,目前看來(lái)很有可能成功,IP電話的突破,表明電話業(yè)務(wù)分組化技術(shù)可行、商業(yè)上也可行;視訊業(yè)務(wù)的全I(xiàn)P化已成定局;實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的全I(xiàn)P化已無(wú)障礙,商業(yè)運(yùn)營(yíng)已接受,非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P化;從業(yè)務(wù)綜合的角度來(lái)看IP技術(shù)已經(jīng)獲得成功。因而從業(yè)務(wù)發(fā)展來(lái)看,IP技術(shù)是發(fā)展的方向。

網(wǎng)絡(luò)是用于承載業(yè)務(wù)的,網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的適配將最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì),業(yè)務(wù)的發(fā)展走向直接決定了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,因而城域網(wǎng)的走向?qū)⑹前l(fā)展IP城域網(wǎng)。但是,目前的IP網(wǎng)是完全建立在Internet設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上,在服務(wù)質(zhì)量、安全等問(wèn)題上存在嚴(yán)重的不足,無(wú)法用于建設(shè)運(yùn)營(yíng)商信任的商用網(wǎng),過(guò)去3~4年來(lái)沒(méi)有得到具有實(shí)質(zhì)意義的進(jìn)展,嚴(yán)重影響了電信運(yùn)營(yíng)商使用IP網(wǎng)的信心,也影響確定城域網(wǎng)技術(shù)的走向。

2. TDM的大量存在將影響城域網(wǎng)技術(shù)的走向

下一代城域網(wǎng)應(yīng)該能夠綜合寬帶、窄帶、實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),而TDM資源調(diào)度困難,很難實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶和窄帶業(yè)務(wù)的綜合。此外,TDM對(duì)于具有突發(fā)特征的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)并非最佳方案,因而TDM不是下一代城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向。然而,由于基于TDM技術(shù)的傳統(tǒng)電話是電信運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)收入的主體,因此TDM的大量存在將影響到城域網(wǎng)技術(shù)的走向。

對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),充分利用"存量資源"、有效使用"增量資本"、使新增資金效益最優(yōu)化,追求網(wǎng)絡(luò)的綜合化和最簡(jiǎn)化、減少網(wǎng)絡(luò)種類、降低運(yùn)維成本是至關(guān)重要的。但是,不同電信運(yùn)營(yíng)商因其掌控的資源不同,對(duì)城域網(wǎng)的考慮也不相同,這就影響他們對(duì)城域網(wǎng)發(fā)展方向的判定,從而影響城域網(wǎng)發(fā)展方向的確定。運(yùn)營(yíng)商擁有的資源不對(duì)等性,過(guò)渡時(shí)期技術(shù)的多樣性、不確定性以及業(yè)內(nèi)技術(shù)觀點(diǎn)的離散性,都為城域網(wǎng)的發(fā)展方向帶來(lái)了不確定性。服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題、接入論證和信任關(guān)系、面向連接與不面向連接、業(yè)務(wù)匯集點(diǎn)與業(yè)務(wù)控制問(wèn)題和商業(yè)模型等問(wèn)題,現(xiàn)有的技術(shù)難以給出令各方面都滿意的結(jié)果,實(shí)際上嚴(yán)重地影響著城域網(wǎng)技術(shù)走向的確定。過(guò)渡時(shí)期對(duì)新業(yè)務(wù)監(jiān)管不能及時(shí)到位,并且新業(yè)務(wù)發(fā)展中存在諸多不確定因素,同樣會(huì)影響城域網(wǎng)發(fā)展方向的確定。

城域傳送網(wǎng)技術(shù)

在目前電信網(wǎng)中,傳送網(wǎng)有兩個(gè)用途:一是作為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供連接專線。從本質(zhì)上講傳送網(wǎng)無(wú)需建全程網(wǎng),為了能有效地提供長(zhǎng)途專線(國(guó)際、國(guó)內(nèi)和本地),可以構(gòu)建若干個(gè)網(wǎng),在管理系統(tǒng)的支持下,用配置的方式向業(yè)務(wù)承載層提供可靠的連接專線。二是傳送網(wǎng)負(fù)責(zé)對(duì)匯聚的業(yè)務(wù)信息(元)群路進(jìn)行交換或路由。在這種場(chǎng)合下,傳送網(wǎng)是需要成網(wǎng)的(但仍然不需要有全程網(wǎng)),它可以對(duì)主干業(yè)務(wù)信息(元)群路進(jìn)行交換或路由,或?qū)Ρ镜兀ǔ怯颍I(yè)務(wù)信息(元)群路進(jìn)行交換或路由。

對(duì)于城域傳送網(wǎng)來(lái)說(shuō),它的主要作用是為承載網(wǎng)提供可靠的數(shù)據(jù)專線。目前城域傳送網(wǎng)常用的技術(shù)主要有:光纖、WDM(包括CWDM,DWDM)、SDH、RPR,很顯然,以上這些技術(shù)主要是用于提供粒度大小不同的數(shù)據(jù)專線,屬于典型的城域傳送網(wǎng)。

MSTP以及GFT則是另外兩種技術(shù)。MSTP最初是傳送網(wǎng),它在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一些技術(shù)措施,可以同時(shí)提供TDM專線和分組專線。目前MSTP在向承載網(wǎng)發(fā)展,將愈來(lái)愈多的承載網(wǎng)內(nèi)容加在MSTP的節(jié)點(diǎn)設(shè)備中。從邏輯層面來(lái)看,SDH與GFP屬于傳送層,以太網(wǎng)交換屬于業(yè)務(wù)承載層,目前MSTP將邏輯上獨(dú)立的兩層設(shè)備,物理上放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備中。除此之外,業(yè)內(nèi)最新提出一種通用幀傳送(GFT)的技術(shù)思路。

基于MSTP的城域網(wǎng)技術(shù)

傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商擁有大量TDM資源,傳統(tǒng)電話在國(guó)內(nèi)大部地區(qū)還是業(yè)務(wù)收入的主要來(lái)源,基于SDH的MSTP將是今后幾年城域傳送網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。它對(duì)傳統(tǒng)SDH設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn),在SDH幀格式中提供不同顆粒的多種業(yè)務(wù)、多種協(xié)議的接入、匯聚和傳輸能力,是目前城域傳送網(wǎng)最主要的實(shí)現(xiàn)方式之一。

第一代MSTP技術(shù)是將以太網(wǎng)信號(hào)直接映射到SDH的虛容器(VC)中,進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送;提供以太網(wǎng)透?jìng)髯饩€業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)粒度受限于VC,一般最小為2Mbit/s;不能提供不同以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS區(qū)分;不提供流量控制;不提供多個(gè)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)流的統(tǒng)計(jì)復(fù)用和帶寬共享;保護(hù)完全基于SDH,不提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層的保護(hù)。

第二代MSTP技術(shù)是在一個(gè)或多個(gè)用戶以太網(wǎng)接口與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的基于SDH虛容器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路之間,實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)幀交換。第二代MSTP可提供基于802.3x的流量控制、多用戶隔離和VLAN劃分、基于STP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層保護(hù)、基于802.1p的優(yōu)先級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)。第二代MSTP也有一些缺點(diǎn):不能提供良好的QoS支持;無(wú)法很好地取代利潤(rùn)豐厚的租線業(yè)務(wù);基于STP的業(yè)務(wù)層保護(hù)時(shí)間太慢;業(yè)務(wù)帶寬粒度也受限于VC,一般最小為2Mbit/s;VLAN的4096地址空間使其在主干節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展能力很受限制,不適合大型城域公網(wǎng)應(yīng)用;節(jié)點(diǎn)處在環(huán)上不同位置時(shí),其業(yè)務(wù)的接入是不公平的;MAC地址學(xué)習(xí)/維護(hù)以及MAC地址表影響系統(tǒng)性能;基于802.3x的流量控制只是針對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路;多用戶/業(yè)務(wù)的帶寬共享是對(duì)本地接口而言,還不能對(duì)整個(gè)環(huán)業(yè)務(wù)進(jìn)行共享。

第三代MSTP技術(shù)的主要特征是引入了中間的智能適配層(1.5層)、采用通用成幀規(guī)程(GFP)高速封裝協(xié)議、支持VC虛級(jí)聯(lián)和鏈路容量自動(dòng)調(diào)整(LCAS)機(jī)制,因此可支持多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接、具有可擴(kuò)展性;支持用戶隔離和帶寬共享;支持QoS、SLA增強(qiáng)、阻塞控制以及公平接入。

智能適配層:以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)的QoS要求推動(dòng)著MSTP向第三代發(fā)展。從第一代和第二代MSTP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)支持上看,不能支持良好QoS的一個(gè)主要原因是現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù)是無(wú)連接的,尚沒(méi)有足夠的QoS處理能力。為了能將真正的QoS引入以太網(wǎng)業(yè)務(wù),需要在以太網(wǎng)和SDH間引入一個(gè)中間的智能適配層來(lái)處理以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS要求。從目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看,該中間層主要有兩種,分別是MSTP和彈性分組環(huán)(RPR)。

通用成幀規(guī)程(GFP):GFP是一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)信號(hào)適配、映射技術(shù),可以透明地將上層的各種數(shù)據(jù)信號(hào)封裝為可以在SDH/OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)中有效傳輸?shù)男盘?hào);GFP有二類映射方式,即幀映射(GFP-F)和透明映射(GFP-T)。GFP吸收了ATM信元定界技術(shù),數(shù)據(jù)承載效率不受流量模式的影響,同時(shí)具有更高的數(shù)據(jù)封裝效率,它還支持靈活的頭信息擴(kuò)展機(jī)制來(lái)適配各種傳輸。

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