城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)及建設(shè)的思考

摘要　本文主要對(duì)城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)及建設(shè)中的特點(diǎn)做了簡(jiǎn)要的介紹，對(duì)目前寬帶業(yè)務(wù)及其發(fā)展在今后的建設(shè)中的特點(diǎn)作了一定的分析，同時(shí)通過(guò)對(duì)城域網(wǎng)的接入方式的分析，展望了新技術(shù)應(yīng)用的客戶(hù)分群的趨勢(shì)。

第一部分　城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)及特點(diǎn)

城域網(wǎng)屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)范疇的一個(gè)概念，指覆蓋范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間（典型的覆蓋范圍可包括一個(gè)城市及其近郊）、支持城市范圍內(nèi)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。一個(gè)城域網(wǎng)可以由一個(gè)或幾個(gè)組織擁有和使用，也可以作為公共設(shè)施由專(zhuān)門(mén)的運(yùn)營(yíng)公司負(fù)責(zé)運(yùn)作。目前城域網(wǎng)已經(jīng)不僅應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而且廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，組建城域網(wǎng)可以采用POS、千兆比以太網(wǎng)（GigabitEthernet）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）、異步傳輸模式（ATM）等技術(shù)。目前IEEE委員會(huì)將IEEE802.6作為城域網(wǎng)規(guī)范，局域網(wǎng)相比，城域網(wǎng)覆蓋范圍更大，容量更大，建立在較高數(shù)據(jù)速率的信道上，可以為局域網(wǎng)提供互聯(lián)途徑。

城域網(wǎng)的定位是國(guó)家和省寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)在城市范圍內(nèi)的延伸，目的是為大量政府部門(mén)、企業(yè)、居民等用戶(hù)提供從低到高各種帶寬的基于IP的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)等。

城域網(wǎng)在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上和在水平方向可分為核心部分，匯聚部分和接入部分。

城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)

●上網(wǎng)業(yè)務(wù)　高速率的因特網(wǎng)訪問(wèn)和本地網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)訪問(wèn)是寬帶IP城域網(wǎng)重點(diǎn)提供的業(yè)務(wù)，也是城域網(wǎng)中用戶(hù)數(shù)量最大的一項(xiàng)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)的使用對(duì)象主要由居民用戶(hù)和企業(yè)用戶(hù)兩大類(lèi)，可使用的接入方式有以太網(wǎng)接入、XDSL、無(wú)線接入等。

●租用業(yè)務(wù)　該項(xiàng)業(yè)務(wù)向用戶(hù)提供2M～100M甚至更高速率的帶寬租用，通過(guò)寬帶IP城域網(wǎng)將其接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)的使用對(duì)象主要是大客戶(hù)，如ISP、ICP等。用戶(hù)一般使用路由器或具有路由功能的三層交換機(jī)與IP城域網(wǎng)設(shè)備相連，接入鏈路采用基于光纖的10M/100M/1G以太網(wǎng)方式。

●虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)（VPN）　網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和寬帶虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)是向集團(tuán)用戶(hù)（政府、大中小學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)、商業(yè)及各分支機(jī)構(gòu)等）推廣的重要業(yè)務(wù)，可以為用戶(hù)提供兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的寬帶IP數(shù)據(jù)傳送通道，構(gòu)建用戶(hù)虛擬專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)。

●視頻業(yè)務(wù)　城域網(wǎng)能提供視頻業(yè)務(wù)所需要的高帶寬的傳輸通道，寬帶IP城域網(wǎng)可以承載基于IP的視頻流，開(kāi)展視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程教學(xué)等交互視頻服務(wù)。在現(xiàn)階段，視頻業(yè)務(wù)可以暫時(shí)使用點(diǎn)到點(diǎn)的形式提供，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，應(yīng)積極試驗(yàn)組播技術(shù)，以組播方式提供視頻流，有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。

●窄帶撥號(hào)接入　撥號(hào)接入服務(wù)器一端使用電話中繼與交換機(jī)連接，而另一端需要使用支持高速I(mǎi)P包傳送的鏈路與城市中的互聯(lián)網(wǎng)出口相連。在接入服務(wù)器采用分布式放置時(shí)，城域網(wǎng)可以提供各個(gè)接入服務(wù)器到互聯(lián)網(wǎng)出口節(jié)點(diǎn)的高速鏈路，實(shí)現(xiàn)窄帶接入服務(wù)器的分散接入。

●語(yǔ)音業(yè)務(wù)　在IP上承載語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，特別是電信運(yùn)營(yíng)商希望通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)切入語(yǔ)音業(yè)務(wù)市場(chǎng)。對(duì)于中國(guó)電信，由于當(dāng)前的語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)已相當(dāng)完善，語(yǔ)音業(yè)務(wù)近期不應(yīng)作為城域網(wǎng)向公眾開(kāi)放的業(yè)務(wù)。為了保證今后與新運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可以在城域網(wǎng)上進(jìn)行小規(guī)模語(yǔ)音業(yè)務(wù)的試驗(yàn)，跟蹤技術(shù)發(fā)展。

與骨干網(wǎng)不同，城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)有其鮮明的特點(diǎn)和復(fù)雜性。

首先，城域網(wǎng)上的業(yè)務(wù)流量可能遠(yuǎn)比骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)流量要大。從業(yè)務(wù)流量的增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)看，主導(dǎo)傳輸網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)隨時(shí)間發(fā)展分別是語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像。在過(guò)去以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)中，城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)流量明顯大于長(zhǎng)途骨干網(wǎng)，這是因?yàn)?0%以上的語(yǔ)音業(yè)務(wù)都是本地業(yè)務(wù)。目前中國(guó)的傳輸網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占總業(yè)務(wù)量的比重正在逐步增加，在某些長(zhǎng)途線路和省骨干網(wǎng)中已經(jīng)超過(guò)了50%。因此許多人認(rèn)為在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占主體的傳輸網(wǎng)絡(luò)中，長(zhǎng)途業(yè)務(wù)將占據(jù)較大的份額。但是，如果我們將目光再放遠(yuǎn)一點(diǎn)，當(dāng)圖像業(yè)務(wù)進(jìn)入傳輸網(wǎng)絡(luò)后，其對(duì)帶寬的占用量將大大超過(guò)前兩者。圖像業(yè)務(wù)的大規(guī)模應(yīng)用（如視頻點(diǎn)播等），將更多地呈現(xiàn)本地化業(yè)務(wù)特征。目前國(guó)內(nèi)圖像業(yè)務(wù)試點(diǎn)已經(jīng)在北京、上海等大城市開(kāi)始了。

其次，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)接口復(fù)雜，業(yè)務(wù)顆粒在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)參差不齊。城域網(wǎng)中既有標(biāo)準(zhǔn)的SDH業(yè)務(wù)，又有PDH業(yè)務(wù)、視頻業(yè)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。單單數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)這一項(xiàng)就包括IP業(yè)務(wù)、DDN以及其他各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型。因此，在城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，必須考慮到各種業(yè)務(wù)的兼容。此外，由于國(guó)內(nèi)各城市之間情況不同，即使是同一城市內(nèi)的不同業(yè)務(wù)區(qū)之間也不可能規(guī)定整齊劃一的最小接入業(yè)務(wù)顆粒。因此，在設(shè)計(jì)中還需要考慮對(duì)不同業(yè)務(wù)顆粒的就近匯集、梳理，以提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。

對(duì)于城域網(wǎng)而言，制約其發(fā)展的關(guān)鍵在于等效節(jié)點(diǎn)帶寬管理能力的大小。在城域網(wǎng)中，業(yè)務(wù)的調(diào)度和轉(zhuǎn)接遠(yuǎn)比骨干網(wǎng)復(fù)雜。因此，如何提高等效節(jié)點(diǎn)帶寬管理能力成了一個(gè)大的問(wèn)題。就國(guó)內(nèi)某一大型城市為例，其網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力用盡之時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量利用率才不到30%!當(dāng)然從另一方面來(lái)講，提高單位傳輸業(yè)務(wù)顆粒的速率也相應(yīng)地提高了帶寬管理效率。例如：10Gbit/s速率顆粒的業(yè)務(wù)調(diào)度能力和效率都比4個(gè)2.5Gbit/s顆粒要高，盡管它們的傳輸容量相同。

城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?

由于城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)種類(lèi)、流量和流向均呈隨機(jī)分配（尤其時(shí)以數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)為主時(shí)），因此大型城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)以網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為好。這樣對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量較為節(jié)省，設(shè)計(jì)起來(lái)考慮因素也較少一些。但是，什么樣的網(wǎng)狀網(wǎng)會(huì)是將來(lái)城域網(wǎng)發(fā)展的主要形式呢?過(guò)去的傳輸網(wǎng)狀網(wǎng)或目前的數(shù)據(jù)網(wǎng)狀網(wǎng)均為眾多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路組成。我們姑且在這里將其稱(chēng)為“鏈狀網(wǎng)狀網(wǎng)”。各相交點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)調(diào)度由數(shù)字交叉連接設(shè)備或數(shù)據(jù)交換機(jī)完成，其轉(zhuǎn)接效率較低，而網(wǎng)間業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)接將更加復(fù)雜。即使是SDH設(shè)備構(gòu)架而成的鏈狀網(wǎng)本身也是不具備SDH的保護(hù)機(jī)制（protection）的，而只具有網(wǎng)狀網(wǎng)的恢復(fù)機(jī)制（restroration）。這樣，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電路的恢復(fù)能力就受限于網(wǎng)管軟件的計(jì)算能力。用DXC構(gòu)架的SDH網(wǎng)狀恢復(fù)網(wǎng)來(lái)分析可以看出：DXC本身調(diào)度一個(gè)STM1的時(shí)間為秒級(jí)，而DXC如果在網(wǎng)管軟件的控制下，在一個(gè)具有200個(gè)網(wǎng)元左右的網(wǎng)絡(luò)中恢復(fù)一個(gè)STM1的電路，其所需時(shí)間將甚至以小時(shí)計(jì)。如果采用數(shù)據(jù)交換機(jī)的方式來(lái)恢復(fù)電路，時(shí)間將更無(wú)法容忍。因此就目前而言，解決業(yè)務(wù)保護(hù)時(shí)間最佳的辦法就是采用SDH自愈環(huán)。

第二部分　關(guān)于城域網(wǎng)建設(shè)的思考

●接入方式

對(duì)于寬帶城域網(wǎng)用戶(hù)來(lái)講，中間采用的多種接入方式對(duì)其是透明的，用戶(hù)無(wú)須知道自己是采用哪種方式接入因特網(wǎng)的，同樣對(duì)因特網(wǎng)來(lái)說(shuō)，從局端設(shè)備出來(lái)的接口都是IP接口，它并不識(shí)別局端設(shè)備到底是路由器還是CMTS，因此決定了寬帶城域網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)特點(diǎn)：接入方式無(wú)關(guān)性。我們所要選擇的自然就是最大的利用已有投資的中間部分。

針對(duì)城域網(wǎng)以上特點(diǎn)在建設(shè)中要根據(jù)接入到最終用戶(hù)的方式不同而進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。目前可能的接入方式有：光纖、雙絞線、同軸電纜（有線電視電纜線）、LMDS無(wú)線終端以及衛(wèi)星。就前四種接入方式來(lái)說(shuō)，最好的解決方法是光纖入戶(hù)，成熟的用戶(hù)端光纖轉(zhuǎn)換接口能支持10G的帶寬傳輸。

第二種方式是目前最流行的一種寬帶入戶(hù)方式：FTTB（光纖到大樓）后雙絞線入戶(hù)。用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)一塊不足百元的以太網(wǎng)卡就可以獲得1-10M的接入帶寬，這個(gè)帶寬對(duì)大多數(shù)用戶(hù)以及大多數(shù)應(yīng)用都已經(jīng)足夠了。

第三種方式是采用ADSL技術(shù)。中國(guó)電信可以利用目前的電話線提供高達(dá)5M左右的帶寬。利用目前已經(jīng)接入到用戶(hù)端的銅線，需要局端設(shè)備投資大，且傳輸距離短。但中國(guó)電信已經(jīng)將光纖鋪設(shè)到路邊和小區(qū)。

第四種方式是通過(guò)有線電視網(wǎng)接入。其缺點(diǎn)是傳輸雙向改造難度大，共享每個(gè)光節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)數(shù)量要減少到目前的五分之一以上。優(yōu)勢(shì)是利用機(jī)頂盒及電視實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用。

●用戶(hù)管理

1.業(yè)務(wù)管理。通過(guò)業(yè)務(wù)注冊(cè)等功能的使用，對(duì)用戶(hù)應(yīng)用各種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析，從而針對(duì)用戶(hù)的使用特征調(diào)整系統(tǒng)，推出更貼近用戶(hù)的服務(wù)類(lèi)型。

2.用戶(hù)自服務(wù)。主要給用戶(hù)提供全方位的查詢(xún)服務(wù)。進(jìn)一步可以為用戶(hù)提供銀行劃帳接口、應(yīng)用服務(wù)自動(dòng)開(kāi)通等功能。另一方面減少運(yùn)營(yíng)商的管理工作量。

3.系統(tǒng)管理。實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、人員管理、權(quán)限管理、角色管理等方面的功能。所有這些都能為用戶(hù)得到滿(mǎn)意服務(wù)提供后臺(tái)保障。

4.審計(jì)、日志和備份。這三個(gè)外圍功能保證系統(tǒng)在遭受意外情況下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.用戶(hù)分析。部署豐富的統(tǒng)計(jì)采集點(diǎn)，然后在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)上構(gòu)筑決策支持用戶(hù)分析系統(tǒng)。對(duì)用戶(hù)行為，業(yè)務(wù)發(fā)展、收入情況等方面進(jìn)行廣泛而深入的分析，這是運(yùn)營(yíng)商經(jīng)營(yíng)好寬帶城域網(wǎng)的必要條件。

6.用戶(hù)級(jí)的管理。這是管理系統(tǒng)的終極目標(biāo)，為每一個(gè)用戶(hù)提供單獨(dú)的服務(wù)并單獨(dú)管理。由于用戶(hù)數(shù)量大，在電信數(shù)據(jù)網(wǎng)上一般都以用戶(hù)組的形式在進(jìn)行管理，相同的組賦予相同的管理屬性。但是隨著服務(wù)精細(xì)化，客戶(hù)級(jí)別的服務(wù)將會(huì)成為趨勢(shì)。在增大管理成本的同時(shí)，提高了競(jìng)爭(zhēng)力，從每個(gè)客戶(hù)那里得到最大的收益。用戶(hù)級(jí)的管理最有可能從企業(yè)用戶(hù)開(kāi)始。

●利用PPPOE功能實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)計(jì)費(fèi)

PPPOE技術(shù)通過(guò)在局端設(shè)備與PC的兩頭分別增加PPPOE客戶(hù)端，使得在PPPOE服務(wù)器能對(duì)每個(gè)PC用戶(hù)的流量進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)在PPPOE服務(wù)器的后面增添REDIUS服務(wù)器后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)PC用戶(hù)的認(rèn)證。這樣通過(guò)使用PPPOE技術(shù)，我們就可以在局端實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)端局域網(wǎng)每個(gè)寬帶用戶(hù)的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、統(tǒng)計(jì)功能。

因特網(wǎng)接入從局端設(shè)備轉(zhuǎn)移到了寬帶接入服務(wù)器上。利用寬帶接入服務(wù)器連接進(jìn)入因特網(wǎng)。這種連接方式有如下特點(diǎn)：

能夠在局端實(shí)現(xiàn)用戶(hù)端局域網(wǎng)內(nèi)所有用戶(hù)的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、統(tǒng)計(jì)功能（根據(jù)用戶(hù)連接的時(shí)長(zhǎng)和流量）。PPPOE服務(wù)器甚至能識(shí)別用戶(hù)訪問(wèn)的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層計(jì)費(fèi)。

需要比較昂貴的寬帶接入服務(wù)器，使系統(tǒng)造價(jià)上升。

由于PPPOE是第二層協(xié)議，因此路由器只能在PPPOE寬帶接入服務(wù)器外側(cè)。因此對(duì)于每一個(gè)路由器子網(wǎng)都需要一個(gè)PPPOE寬帶接入服務(wù)器。這在某種程度上限制了PPPOE技術(shù)的使用，使局域網(wǎng)計(jì)費(fèi)功能只能用于部分用戶(hù)。

PPPOE技術(shù)主要針對(duì)因特網(wǎng)接入應(yīng)用設(shè)計(jì)的，對(duì)于其他寬帶應(yīng)用來(lái)說(shuō)，PPPOE寬帶接入服務(wù)器將成為應(yīng)用瓶頸。

由于城域網(wǎng)計(jì)費(fèi)需求的弱化，也有人認(rèn)為PPPOE技術(shù)是一種過(guò)渡技術(shù)。

●寬帶接入服務(wù)器接入方式建設(shè)經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn)分析

1、寬帶城域網(wǎng)只能服務(wù)相對(duì)少量的用戶(hù)

城域網(wǎng)最大的特點(diǎn)就是帶寬，而電信數(shù)據(jù)網(wǎng)主要提供窄帶撥號(hào)接入服務(wù)。前者為每個(gè)用戶(hù)提供從用戶(hù)端到因特網(wǎng)的1M左右的帶寬通道，而后者要為成千上萬(wàn)個(gè)用戶(hù)提供55.6K以下的撥號(hào)接入。比如1G帶寬的接入設(shè)備，電信數(shù)據(jù)網(wǎng)能服務(wù)至少18000個(gè)用戶(hù)，而城域網(wǎng)只能服務(wù)1000個(gè)用戶(hù)。

2、寬帶城域網(wǎng)是一個(gè)相對(duì)高造價(jià)的建設(shè)項(xiàng)目

3、寬帶城域網(wǎng)不是為大眾服務(wù)的，它的建設(shè)應(yīng)當(dāng)面對(duì)城市高收入聚居區(qū)與高級(jí)商業(yè)區(qū)。

因特網(wǎng)用戶(hù)很大的一部分是學(xué)生和低收入人群。因此寬帶城域網(wǎng)的用戶(hù)定位：是城市高收入階層及高級(jí)商業(yè)區(qū)。這與電信數(shù)據(jù)網(wǎng)致力于發(fā)展超大容量的接入用戶(hù)的思路是不同的。

4、寬帶城域網(wǎng)建設(shè)必須有大量配套的寬帶應(yīng)用，僅有因特網(wǎng)連接是不夠的。

當(dāng)用戶(hù)擁有高達(dá)1M的帶寬時(shí)，因特網(wǎng)瀏覽將會(huì)有所減少，僅靠用戶(hù)流量引向因特網(wǎng)來(lái)獲得接入服務(wù)的收益是不夠的。因此寬帶應(yīng)用必將成為寬帶城域網(wǎng)流量的主要組成部分。目前比較成熟的寬帶應(yīng)用有視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程維護(hù)、視頻點(diǎn)播等。在網(wǎng)上的社區(qū)服務(wù)也將成為網(wǎng)絡(luò)收益的很大的一部分。

結(jié)論

寬帶城域網(wǎng)建設(shè)可以帶來(lái)可觀的效益，是一個(gè)綜合系統(tǒng)的發(fā)展，除了硬件建設(shè)外，一個(gè)好的管理系統(tǒng)、豐富的寬帶應(yīng)用支持、一個(gè)愿意花錢(qián)的客戶(hù)群以及運(yùn)營(yíng)商所提供的優(yōu)質(zhì)管理服務(wù)都是必不可少的。

寬帶城域網(wǎng)面向的是數(shù)量較少的高收入個(gè)人用戶(hù)和企業(yè)，為其提供帶寬接入服務(wù)以及大量能夠利用帶寬的應(yīng)用服務(wù)。因此其管理將呈現(xiàn)弱化計(jì)費(fèi)，強(qiáng)化用戶(hù)管理和用戶(hù)關(guān)懷（Custom Care）的趨勢(shì)。