城域傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與發(fā)展分析(上)

摘要　根據(jù)目前城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了扁平型、分層型和特大型等三大類特點(diǎn)鮮明的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)，針對各類網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特點(diǎn)、適用情況、存在問題，進(jìn)行了針對性分析，對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化思路和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞　城域傳輸　SDH環(huán)網(wǎng)　扁平型　分層型　特大型　優(yōu)化

1、概述

　　城域網(wǎng)概念源于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，用于區(qū)分局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)3種地理覆蓋、主流技術(shù)等都不相同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。但是現(xiàn)在城域網(wǎng)的概念應(yīng)用非常廣泛，而且也并不象字面意思局限于特指城市區(qū)域內(nèi)。

　　城域傳輸即指區(qū)別于長途傳輸網(wǎng)絡(luò)的本地網(wǎng)內(nèi)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其范圍依賴于本地網(wǎng)的劃分，有大有小，既可能涵蓋一個(gè)城市及其郊區(qū)、農(nóng)村范圍內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，也可能包括臨近多座城鎮(zhèn)之間、之內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。一般城域傳輸可以分為中繼傳輸和接入傳輸，本文重點(diǎn)研究城域中繼傳輸網(wǎng)絡(luò)(簡稱城域傳輸)的組網(wǎng)。

　　隨著城域傳輸成為業(yè)界熱點(diǎn)，城域傳輸?shù)慕ㄔO(shè)、優(yōu)化、相關(guān)技術(shù)研究等，日益受到各大傳輸廠商、電信運(yùn)營商的關(guān)注。其中，城域傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)首當(dāng)其沖：因?yàn)槊鞔_的組網(wǎng)思路、合理的傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既可以奠定網(wǎng)絡(luò)迅速擴(kuò)容的基礎(chǔ)，快速響應(yīng)各類業(yè)務(wù)的各種發(fā)展需求，又可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改進(jìn)，滿足傳輸網(wǎng)絡(luò)自身不斷發(fā)展演進(jìn)的需要。

　　因此，本文重點(diǎn)對城域傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。對城域傳輸組網(wǎng)影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，簡單介紹目前城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的幾種典型結(jié)構(gòu)，最后重點(diǎn)對幾種傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適用情況、優(yōu)缺點(diǎn)以及可能的優(yōu)化思路等進(jìn)行描述。

2、城域傳輸組網(wǎng)影響因素分析

　　影響城域傳輸組網(wǎng)的因素很多，這里僅從以下幾方面簡單分析其主要因素。

　　2.1　業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)因素

　　首先，城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直接與所承載的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)相關(guān)。大量的匯聚業(yè)務(wù)必然形成傳輸網(wǎng)絡(luò)存在重要節(jié)點(diǎn)；流量均勻、流向分散的業(yè)務(wù)使傳輸網(wǎng)絡(luò)中可能不需要核心節(jié)點(diǎn)。而業(yè)務(wù)的不同匯聚方式對傳輸網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)形成一定影響：如果存在多級業(yè)務(wù)中心，那么傳輸組環(huán)可能分級匯聚；如果只有單級業(yè)務(wù)中心，那么傳輸組環(huán)可能圍繞該中心匯聚。

　　2.2　行政與社會經(jīng)濟(jì)因素

　　業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，更深層次上則由一個(gè)本地網(wǎng)的行政區(qū)域劃分、社會經(jīng)濟(jì)、地理?xiàng)l件等多方面綜合因素所決定。一座本地網(wǎng)行政上被劃分為多個(gè)區(qū)域之后，每個(gè)行政區(qū)域都會形成一個(gè)(或多個(gè))政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，這決定了通信業(yè)務(wù)普遍存在的匯聚特性：大部分業(yè)務(wù)向區(qū)域中心匯聚，然后向城市中心匯聚。另外，一般社會經(jīng)濟(jì)越活躍發(fā)達(dá)的地區(qū)，對通信的需求越旺盛，通信業(yè)務(wù)量越大。而山川、河流等地理環(huán)境必然對傳輸網(wǎng)絡(luò)的組環(huán)形成一定限制。

　　2.3　主流技術(shù)因素

　　目前城域傳輸主流技術(shù)是SDH(MSTP)環(huán)網(wǎng)技術(shù)。目前主要依賴SDH環(huán)提高網(wǎng)絡(luò)安全性，但是傳輸?shù)沫h(huán)網(wǎng)拓?fù)�，必然與匯聚型業(yè)務(wù)流不太匹配，造成傳輸網(wǎng)絡(luò)資源的利用率難以提高。而且對于大業(yè)務(wù)量、廣區(qū)域的傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋，只能利用環(huán)網(wǎng)的疊加與相套實(shí)現(xiàn)等，主流技術(shù)很大程度上決定了目前傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　2.4　專業(yè)隊(duì)伍因素

　　最后，各支專業(yè)隊(duì)伍對網(wǎng)絡(luò)的理解不同、對傳輸技術(shù)的使用策略不同等多種綜合因素，共同形成了各具特色的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)風(fēng)格。

3、城域傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型分析

　　在上述各種因素共同作用下，每個(gè)不同的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)存在不同特點(diǎn)、突出問題，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也千差萬別，復(fù)雜多樣。通過對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共性特征的歸納總結(jié)分析，目前存在三大類不同的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)：扁平型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)、分層型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)、特大型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　扁平型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是不分層，通常圍繞1-3個(gè)核心組網(wǎng)。如圖1所示是典型的雙核心扁平型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　如圖1所示，實(shí)線大環(huán)表示SDH環(huán)；虛線方框表示城域核心傳輸節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)黑色或灰色小實(shí)心圓表示1臺SDH設(shè)備；每個(gè)小空心圓表示城域中普通傳輸節(jié)點(diǎn)的1臺SDH設(shè)備。該網(wǎng)絡(luò)中沒有分層，所有SDH環(huán)位于相同平面，而且?guī)缀跛�有SDH環(huán)都同時(shí)經(jīng)過兩個(gè)城域傳輸樞紐節(jié)點(diǎn)A和B，形成了以兩個(gè)傳輸樞紐節(jié)點(diǎn)為核心的扁平型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　分層型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)中一般包含多個(gè)中介傳輸網(wǎng)，而每個(gè)中介傳輸網(wǎng)中又定義出1-2個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)，形成骨干傳送層負(fù)責(zé)溝通各個(gè)中介網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)。

　　每個(gè)中介傳輸網(wǎng)都以兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為核心組網(wǎng)，并且通過這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)向上層網(wǎng)絡(luò)銜接，而骨干層網(wǎng)絡(luò)又以節(jié)點(diǎn)甲和乙為核心組網(wǎng)。

　　分層型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵問題是層次之間的合理銜接。

　　理想組網(wǎng)情況下(如圖2)，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)中介傳輸網(wǎng)定義出1-2個(gè)明確的骨干節(jié)點(diǎn)與骨干傳輸網(wǎng)銜接，所有出中介網(wǎng)的業(yè)務(wù)經(jīng)由骨干節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接到骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)上；骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)中也只包含各中介網(wǎng)定義出的骨干節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)溝通各個(gè)中介網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)，其中包含骨干節(jié)點(diǎn)之間的以及需要骨干節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接的業(yè)務(wù)。

　　每個(gè)中介傳輸網(wǎng)定義2個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)的目的是通過雙出口的設(shè)置來提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。而只定義2個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)目的，是保證網(wǎng)絡(luò)的高效性。如果增加骨干網(wǎng)絡(luò)層節(jié)點(diǎn)，雖然可能使轉(zhuǎn)接電路的數(shù)量降低，但是也勢必增大骨干網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)規(guī)模，相同網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的情況下降低骨干網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)效率。當(dāng)然，如果中介傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，并且對應(yīng)的各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)基本上只有1個(gè)匯聚點(diǎn)，那么可以適當(dāng)降低該中介網(wǎng)絡(luò)的安全性需求，只設(shè)置1個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)。因此建議對每個(gè)中介傳輸網(wǎng)絡(luò)定義1或2個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)。

　　特大型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要特征是規(guī)模非常大、網(wǎng)絡(luò)層次多、組網(wǎng)相當(dāng)復(fù)雜。一般需要多張圖紙才能描述清楚特大型城域傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的表現(xiàn)之一是，除了普通分層型網(wǎng)絡(luò)中的骨干傳輸層和中介傳輸層，傳輸網(wǎng)絡(luò)中還包括更多的分層。例如所謂的區(qū)間骨干傳輸層，區(qū)間骨干層形成的原因之一是分區(qū)太多，導(dǎo)致骨干節(jié)點(diǎn)太多，僅用骨干層難于溝通所有分區(qū)，必須將骨干層再次分層，將跨部分分區(qū)之間的相關(guān)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)，構(gòu)成所謂的區(qū)間骨干傳輸層。區(qū)間骨干層的存在原因之二是早期光纜路由無法在同一區(qū)域內(nèi)成環(huán)，于是構(gòu)建了跨區(qū)域之間的區(qū)間骨干層，此時(shí)區(qū)間骨干層的主要目的不是溝通中介層網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸，中介層之間的業(yè)務(wù)還是靠骨干傳輸層來溝通。

　　網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的表現(xiàn)之二是，為了提高網(wǎng)絡(luò)安全性，建設(shè)了平行的多個(gè)傳送平面，一般是兩個(gè)。兩個(gè)平面之間可能是根據(jù)不同廠家設(shè)備進(jìn)行劃分，也可能根據(jù)不同的工程期進(jìn)行劃分。兩個(gè)傳送平面之間比較獨(dú)立，各自分層次構(gòu)建，基本上分別實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，并且均衡發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)基本以負(fù)荷分擔(dān)形式并行承載在兩個(gè)傳送平面上，盡量避免一條業(yè)務(wù)電路在A平面?zhèn)魉鸵欢�，又在B平面?zhèn)魉鸵欢蔚那闆r。

　　甚至有的特大型網(wǎng)絡(luò)中既形成了多個(gè)傳送平面，又有較多的網(wǎng)絡(luò)層次，屬于混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，更加復(fù)雜。

　　初步分析，可能認(rèn)為扁平型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)，分層型網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)扁平型網(wǎng)絡(luò)組成的，而特大型網(wǎng)絡(luò)則由更多的扁平型網(wǎng)絡(luò)疊加、交錯(cuò)組織而成。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，不能將扁平型、分層型、特大型三種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單理解為從簡到繁的關(guān)系，例如僅從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上看，扁平型網(wǎng)絡(luò)未必比分層型網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，有時(shí)扁平型網(wǎng)絡(luò)規(guī)模更大，扁平型網(wǎng)絡(luò)必然具有其獨(dú)到的特點(diǎn)。因此，下面將對各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適用情況、優(yōu)缺點(diǎn)與優(yōu)化策略等進(jìn)一步展開分析。