寬帶IP網(wǎng)絡綜合解決方案

寬帶IP網(wǎng)絡綜合解決方案

桑海泉 北方交通大學電信學院

一、引言

INTERNET的迅速發(fā)展給IP技術帶來了勃勃生機。IP業(yè)務的發(fā)展勢如破竹、突飛猛進,給整

個網(wǎng)絡的技術模式、整體架構乃至當今知識經(jīng)濟的內(nèi)涵都帶來了深遠的影響�！癊verything

on IP”正逐漸成為現(xiàn)實。網(wǎng)上數(shù)據(jù)流量的急劇增長迫使傳輸平臺向更高的通信帶寬發(fā)展。

數(shù)據(jù)化、寬帶化、綜合化無疑成為如今建網(wǎng)的時尚和潮流。為了適應寬帶IP業(yè)務的發(fā)展,

用最佳的信息服務社會,必須利用已有的光通信技術,將IP技術、SDH技術、HFC技術有機的

結合在一起,為用戶實現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)、圖像、話音和視頻的綜合應用提供一攬子全面解決方案。

二、寬帶IP網(wǎng)絡業(yè)務架構

寬帶IP網(wǎng)是以光纖為傳輸介質,大容量的密集波分復用(DWDM)為傳輸通道,SDH/SONET、或

ATM、或千兆以太網(wǎng)為組網(wǎng)模式,第三層/第四層路由交換機為交換平臺,綜合提供基于IP的

各種多媒體業(yè)務的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

根據(jù)構筑未來網(wǎng)絡的三大要素(IP、全光網(wǎng)和WEB),考慮到IP業(yè)務爆炸性增長的特點,建議

寬帶IP網(wǎng)的業(yè)務架構如圖1：

圖1中傳輸層以上均為基于IP技術的各種應用,有大家熟知的因特網(wǎng)上的WWW瀏覽、電子郵

件、遠程訪問等等,也有基于JAVA的分布式網(wǎng)絡體系棗Jini以及采用XML的數(shù)據(jù)采掘和構建。

各種應用綜合在一起,就構成了未來數(shù)字經(jīng)濟的網(wǎng)絡應用環(huán)境。在此之中可開展電子商務

(E-Commerce)、電子服務(E-Service)、電子管理(E-Management)等綜合型業(yè)務。

在網(wǎng)絡層,采用IP協(xié)議已是大勢所趨。由于采用TCP/IP可屏蔽不同網(wǎng)絡的下層細節(jié),在上層

達到統(tǒng)一(即所謂的IP over everything ),故我們可以將數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻均歸結

到IP包中。通過分組/包交換技術和路由技術,采用全球性尋址,可實現(xiàn)各種網(wǎng)絡的無縫連

接,并有效的降低業(yè)務成本。IP協(xié)議已成為將各種網(wǎng)絡、各種業(yè)務綜合起來的“共同語言”

(此即所謂的Everything over IP)。

而在物理層,采用光纖作傳輸介質已是不爭的共識。目前IP網(wǎng)業(yè)務構架的爭論集中在數(shù)據(jù)

鏈路層。為了使IP包可靠地、高效地在光纖上傳輸,人們提出了許多鐘技術方案,目前已實

現(xiàn)的主要有以下三鐘：

1、基于ATM的IP。實質上是IP over ATM over SDH over Fiber,也稱為POA(Packet over

ATM)。此方案可利用ATM的QoS特性保證服務質量,適用于多種業(yè)務,但系統(tǒng)開銷很大,數(shù)據(jù)

傳輸率低。由于需解決IP網(wǎng)絡的非連接特性與ATM面向連接特性之間的矛盾,網(wǎng)絡管理較復

雜。

2、基于SDH/SONET的IP。分層模型是IP over SDH/SONET over Fiber。也稱為POS(Packet

ver SDH/SONET)。此方案將IP網(wǎng)絡技術直接建立在SDH/SONET平臺上,不受地區(qū)限制。數(shù)據(jù)

傳輸率高,開銷小,線路利用率高(比POA提高30%),帶寬擴充簡便,具有監(jiān)控、保護切換、流

量管理等功能,并有利于實施IP多點廣播技術�？商峁┓旨壏�務CoS,但目前還不能保證完全

的QoS。

3、基于以太網(wǎng)的IP。即IP over Ethernet over Fiber。這是在局域網(wǎng)中占有率高達80%以

上的技術方案,也是IP向廣域網(wǎng)進軍的一支輕騎兵。由于千兆以太網(wǎng)(GE)采用和以太網(wǎng)相同

的幀,故此方案所采用的GE交換機設備可大大簡化,并在網(wǎng)絡和應用的平滑升級方面具有優(yōu)勢。

不足的是目前也無法保證完全的QoS,且其運營監(jiān)控,流量優(yōu)化等管理功能先天較弱,不適合用

于大型城域網(wǎng)。

根據(jù)網(wǎng)絡寬帶化、光學化的發(fā)展趨勢,隨著WDM或DWDM技術的不斷進步,不少專家指出：新建

的寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)(尤其是大型骨干網(wǎng))應是架構在DWDM系統(tǒng)上的IP網(wǎng)絡(IP over DWDM)。基

于DWDM的IP網(wǎng)主要通過適當?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層格式將IP包直接映射到密集波分復用光層中,省去

了中間的ATM層和SDH層,消除了功能重復。由于該技術方案可充分利用DWDM通道巨大的傳輸

帶寬和G(T)比特路由交換機強大的交換能力,在IP層和光學層之間合理配置流量工程、保護

恢復、網(wǎng)管、QoS等功能,因而是目前最優(yōu)的網(wǎng)絡體系結構。

綜上所述,寬帶IP網(wǎng)的業(yè)務架構應是一個混合結構。應綜合匯聚以上技術方案的優(yōu)點。在寬

帶IP網(wǎng)的核心層,應采用IP over DWDM或POS技術建骨干網(wǎng),提供充足的主干帶寬,提供全網(wǎng)

的關鍵業(yè)務和運營管理。而在其邊緣匯聚層,可采用POA技術來匯集各種業(yè)務。在網(wǎng)絡的接

入層,應采用GE技術提供和局域網(wǎng)的平滑過渡。例如提供1000Mbps/100Mbps/10Mbps的以太

網(wǎng)接

三、IP技術組網(wǎng)綜合解決方案

對于本地已有的SDH骨干網(wǎng),通過在節(jié)點設備上增加新業(yè)務接口的模塊,或在其節(jié)點上增加

POS設備(如Cisco公司的GSR12000系列)和原有的SDH設備互連,可實現(xiàn)IP over SDH。POS設

備一般為工作在第三層(L3)或第四層(L4)的路由交換機,內(nèi)建SuperEngine和大容量的交換

背板(數(shù)十至數(shù)百兆無阻塞帶寬)。采用ASIC實現(xiàn)路由識別和包轉發(fā),轉發(fā)速率為每秒數(shù)十

至數(shù)百兆數(shù)據(jù)包。支持STM-1至STM-16以及1000M以太網(wǎng)端口。通過GE端口,以星型(樹型)

結構,1000Mbps速率向接入層延伸。

傳輸通道根據(jù)具體情況采用分纖或分波的方式,一般應以IP over DWDM技術為主。在中心

局信息中心,為了提供用戶所需要的各種業(yè)務,將集成INTERNET服務器、視頻服務器和WEB

應用服務器。INTERNET服務器將提供DNS、E_mail、FTP、NEWS等互聯(lián)網(wǎng)綜合服務；視頻

服務器將提供VOD、NOD(新聞節(jié)目點播)、MOD(音樂節(jié)目點播)等等服務；WEB應用服務器

將提供網(wǎng)上教學、網(wǎng)上會診、網(wǎng)上購物、網(wǎng)上炒股、網(wǎng)上游戲等等應用服務。此外,還將

集成IP電話網(wǎng)關和IP電視服務器,提供IP電話、IP傳真、IP電視以及會議電視服務。為了

有效的管理骨干網(wǎng),控制和平衡網(wǎng)上的流量,將在中心設立網(wǎng)管機組,除了提供配置、故障、

安全、記賬等必需的管理手段外,通過第四層交換機內(nèi)置的服務負載動態(tài)平衡和群集技術,

實現(xiàn)服務器容錯,并針對各服務器不同的應用,實施主干網(wǎng)上的流量工程,確保所提供的各

種業(yè)務的CoS,并盡可能保證QoS。

根據(jù)本地網(wǎng)的規(guī)模大小,分局信息中心也可提供上述業(yè)務,或是有本轄區(qū)特色的信息服務。

在接入層(例如光節(jié)點處),可采用第二層局域網(wǎng)交換機直接將10/100Mbps接口提供給單位

用戶或住宅小區(qū)。也可采用綜合接入設備,將10/100Mbps以太網(wǎng),Cable Modem,ADSL、ISDN、

56K Modem匯集在一個綜合平臺上,向上為統(tǒng)一的IP包數(shù)據(jù)流,向下則具有靈活多樣的接入

方式任用戶選擇。對于零散的家庭用戶,建議通過PSTN撥號上網(wǎng),或ADSL接入。對于光纜到

戶的住宅小區(qū),建議架設混合電纜(同軸+雙絞線)到戶,直接選擇10M以太網(wǎng)到桌面。對于已

有同軸纜的用戶,通過Cable Modem或機頂盒接入。

在網(wǎng)絡的安全機制上,將采用隧道加密技術,通過虛擬專網(wǎng)VPN對不同要求的用戶實施不同

層次、不同級別的安全管理措施。

利用L3/L4路由交換機,可組成具有容錯功能的寬帶IP骨干自愈環(huán),有效地保證全網(wǎng)的可靠性。

四、小結

在這世紀之交,IP正將其積蓄了多年的能量迅速釋放,為我們展現(xiàn)出前所未有的廣闊前景。

讓我們抓住當前跨越式發(fā)展和迎頭趕上的歷史機會,推動通信網(wǎng)從電路交換轉向包交換的

體制革命,迎接新的通信時代的到來。

參考文獻：

1．DOUGLAS E.COMER,Internetworking With TCP/IP,PRENTICE HALL。

2．林瑤,蔣慧,杜蔚軒等譯,用TCP/IP進行網(wǎng)際互連,電子工業(yè)出版社。

3．《郵電商情》第六期,第七期,2000年4月。