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寬帶IP城域網(wǎng)
對新一代寬帶城域網(wǎng)的要求可以概括成以下幾點(diǎn)：
1）擴(kuò)展性。帶寬可以擴(kuò)展至幾十，幾百Gb／s，乃至Tb／s以上。2）可以有多達(dá)幾百個(gè)結(jié)點(diǎn)。3）低成本：低建設(shè)成本和運(yùn)營成本。4）支持新一代基于IP的業(yè)務(wù)。支持各種物理接口、Q oS、SLA、監(jiān)視和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。5）支持傳統(tǒng)的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。6）強(qiáng)大的和便于使用的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。7） 健壯性。99.999％工作時(shí)間，硬件冗余，光纜環(huán)故障保護(hù)自愈能力。
在光網(wǎng)上直接架構(gòu)吉位以太網(wǎng)正在成為城域網(wǎng)主流。目前的發(fā)展趨勢是將以太網(wǎng)與波分復(fù)用（WDM）技術(shù)結(jié)合在光纜網(wǎng)上直接架構(gòu)成寬帶IP城域網(wǎng)。現(xiàn)在采用吉位以太網(wǎng)，很快將采用萬兆以太網(wǎng)10GbE。
對于以太網(wǎng)城域網(wǎng)而言，最困難的是如何在無連接的IP網(wǎng)上提供端到端的連接，仿真TDM電路。一些公司（如Ex t re me）的產(chǎn)品已經(jīng)開始可以提供IP TDM 業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)的VMAN和接入網(wǎng)的VLAN配合。可以以固定延時(shí)傳輸語音和視頻。為公共電話網(wǎng)提供等效E1的IP TDM通道。但是這還不是真正的TDM通道，RAD公司的TDM o ve r IP，在IP網(wǎng)上建立透明的T1／E1電路。其方法是：在數(shù)據(jù)包中插入同步比特流，加上IP 包頭送入IP網(wǎng)傳輸。數(shù)據(jù)包通過IP網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到終點(diǎn)后，在終點(diǎn)重建同步鐘，除去包頭，提供同步的比特流。當(dāng)然IP網(wǎng)必須對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流給以QoS保證。用戶接口基于標(biāo)準(zhǔn)租用專線（T1，E1）。網(wǎng)絡(luò)接口是低成本10／100BaseT以太網(wǎng)�？梢耘渲肣oS 選件：VLAN 用于第二層優(yōu)先級（802.1D）、ToS 用于IP層優(yōu)先級確定、UDP口用于第4層優(yōu)先級補(bǔ)償包延時(shí)變化。這種系統(tǒng)具有外部的／自適應(yīng)時(shí)鐘再生，處理延時(shí)很低（小于1m s），可擴(kuò)展，有冗余備份和管理及診斷功能。采用這種設(shè)備可以在IP網(wǎng)上提供TDM E1專線，比SDH網(wǎng)提供的E1和ATM都要便宜。
以太網(wǎng)城域網(wǎng)不使用SDH設(shè)備，當(dāng)光纜環(huán)路被切斷時(shí)如何能夠像SDH一樣在50m s內(nèi)完成自愈恢復(fù)是需要解決的問題。目前在網(wǎng)絡(luò)的第一層到第三層均有解決方案。DWDM系統(tǒng)用光交換可以在光路上在50m s內(nèi)完成自愈恢復(fù)。第二層的彈性分組環(huán)RPR可以像SDH一樣快速進(jìn)行自愈恢復(fù)，而又能利用環(huán)路備份部分傳輸數(shù)據(jù)。而最新的路由交換機(jī)則可以在第三層完成環(huán)網(wǎng)或網(wǎng)狀網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)的快速自愈恢復(fù)。一種方法是事先計(jì)算好各種可能出現(xiàn)故障時(shí)的恢復(fù)路徑的路由表，一旦監(jiān)視發(fā)現(xiàn)故障快速轉(zhuǎn)換到備份路徑。另外一種方法是利用MPLS來實(shí)現(xiàn)自愈恢復(fù)。這兩種方法都可以在50m s內(nèi)完成自愈恢復(fù)。
新一代吉位路由交換機(jī)支持熱插拔模塊和元件，有雙系統(tǒng)軟件和雙系統(tǒng)配置，達(dá)到電信級的可靠性。具有靈活管理能力，可以方便的從本地或遠(yuǎn)程通過瀏覽器、用SNMP、RMON 命令行進(jìn)行靈活管理。
彈性分組環(huán)多業(yè)務(wù)供應(yīng)平臺(tái)MSSP 在發(fā)達(dá)國家基于SDH TDM，ATM ，F(xiàn)R等的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)仍然有很大業(yè)務(wù)量，是電信業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要收入來源。新的競爭的運(yùn)營商在開拓基于IP的新業(yè)務(wù)的同時(shí)，為了增加收入也希望參與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的競爭。新一代信息網(wǎng)絡(luò)中，IP網(wǎng)成為基礎(chǔ)網(wǎng)。一方面各種業(yè)務(wù)在轉(zhuǎn)向基于WEB在互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，這就是所謂的Eve r y t hin g o n IP。另外一方面，在IP網(wǎng)上提TDM電路，ATM，F(xiàn)R等，以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)這就是所謂Eve r y t hin g o ve r IP。因此有一種觀點(diǎn)認(rèn)為在發(fā)展基于IP的城域網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，應(yīng)該能夠支持多種協(xié)議，最好能夠提供透明的端到端的連接，這種平臺(tái)被稱為多業(yè)務(wù)供應(yīng)平臺(tái)。Mul t i p le Se r vice Pr o visio nin g Pla t f o r m（MSSP）。
這種方案融合吉位以太網(wǎng)、DWDM和SDH的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展一種被稱為彈性分組環(huán)（Resilien t Packe t Rin g）的新結(jié)構(gòu)。在環(huán)型網(wǎng)上傳輸IP 數(shù)據(jù)包。環(huán)路的兩側(cè)都可以用來傳輸數(shù)據(jù)，又可以發(fā)揮自愈恢復(fù)環(huán)的功能，大大提高利用效率。目前IEEE正在準(zhǔn)備成立802.17工作組IETF正在準(zhǔn)備成立IPoPTR組來發(fā)展這一技術(shù)，制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)建議采用10GbE幀格式，10GbE標(biāo)準(zhǔn)的初稿已經(jīng)發(fā)表，明年將有首批產(chǎn)品面世。目前采用環(huán)形網(wǎng)的第二層包傳輸概念的產(chǎn)品有：CISCO的DPT、No r t el的IPT和Lu m ino us的RPT。
智能光網(wǎng)和以太網(wǎng)路由交換機(jī)構(gòu)成寬帶城市域網(wǎng)
傳統(tǒng)城域網(wǎng)在支持IP業(yè)務(wù)時(shí)是在SDH網(wǎng)上，通過分／插復(fù)用、交叉互連提供專線連接在網(wǎng)絡(luò)邊緣的路由器。由于其成本高，供應(yīng)準(zhǔn)備周期長，不靈活，容量有限，效率低等問題成為發(fā)展的瓶頸。
前述的CWDM以太網(wǎng)和RPR方案是在裸光纖網(wǎng)上直接架設(shè)IP網(wǎng)。QoS、流量工程、自愈恢復(fù)等完全靠路由器通過MPLS等協(xié)議完成。這對路由器構(gòu)成很大的壓力，限制了性能的進(jìn)一步提高。在光路由器沒有發(fā)展成熟之前，目前的發(fā)展趨勢是：采用由波長路由器（光交換機(jī)）和DWDM（CWDM）系統(tǒng)構(gòu)成的智能光網(wǎng)核心網(wǎng)和設(shè)置在邊緣的以太網(wǎng)路由器構(gòu)成的寬帶城域網(wǎng)。在核心光網(wǎng)上采用以太網(wǎng)幀傳輸，稱為以太路徑，邊緣則為10GbE或GbE以太網(wǎng)。這種核心網(wǎng)可以采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用MPLmS協(xié)議等提供QoS和流量工程，這樣可以減少對電路由器性能要求的壓力，提供更高的性能。對這種系統(tǒng)可以稱之為智能光網(wǎng)以太網(wǎng)。
寬帶IP接入網(wǎng)
寬帶接入網(wǎng)可以考慮使用的傳輸媒體包括目前已經(jīng)大量布設(shè)使用的接入網(wǎng)：三類雙絞線（Ca t3）市內(nèi)電話網(wǎng)和有線電視雙向HFC網(wǎng)，以及正在發(fā)展的光纜入戶接入網(wǎng)、五類線（Ca t5）入戶局域網(wǎng)和空中激光或無線接入網(wǎng)等。
用以太網(wǎng)作居民區(qū)寬帶接入網(wǎng)具有前述的很多優(yōu)點(diǎn)，但是要作為公共網(wǎng)滿足上述用戶和運(yùn)營商的要求還必須解決兩個(gè)重要問題。一是安全性，二是開放接入和商業(yè)運(yùn)營問題�！ �
所謂安全問題，同一樓內(nèi)的用戶處于同一局域網(wǎng)內(nèi)，為了便于管理和安全必須對各戶進(jìn)行隔離，目前主要的方法是用虛擬局域網(wǎng)VLAN實(shí)現(xiàn)各戶之間的隔離。問題是802.1Q規(guī)定的VLAN標(biāo)記（Ta g）只有12Bi t，只能支持4000個(gè)VLAN。對于在一個(gè)居民小區(qū)內(nèi)設(shè)置VLAN這個(gè)數(shù)目是夠的，但是對于接入網(wǎng)運(yùn)營商在更大的范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的標(biāo)記設(shè)置VLAN這就顯得不夠。而對于運(yùn)營商而言在全城域網(wǎng)范圍內(nèi)采用統(tǒng)一的VLAN標(biāo)記，既便于管理又便于提供一些新的服務(wù)。甚至有可能在一家內(nèi)提供幾個(gè)VLAN。一種建議是將標(biāo)記長度增加一倍到24Bi t，這就可以支持1600萬個(gè)VLAN，但是這需要修改802.1標(biāo)準(zhǔn)。還有一種方法是在VLAN的標(biāo)記前面再加虛擬城域網(wǎng)VMAN標(biāo)記，目前已經(jīng)在一些公司產(chǎn)品中采用，但還不是通用標(biāo)準(zhǔn)。信息產(chǎn)業(yè)部傳輸所提出一種方案不再使用現(xiàn)有的VLAN協(xié)議和L2交換機(jī)，采用設(shè)計(jì)專門硬件在鏈路層對用戶隔離。在這種系統(tǒng)中，樓頭的L2交換機(jī)被專門設(shè)計(jì)的只起復(fù)用器作用的樓頭設(shè)備取代，而小區(qū)的L2／L3路由交換機(jī)被一種類似路由器的局端設(shè)備取代。樓頭設(shè)備的功能僅僅是復(fù)用和解復(fù)用沒有交換功能，它在物理和鏈路層上提供了同一個(gè)樓內(nèi)不同用戶之間的相互隔離。局端設(shè)備與一般路由器維護(hù)端口-網(wǎng)絡(luò)映射表不同，它維護(hù)端口-主機(jī)地址映射表，根據(jù)用戶IP地址來連接用戶，并負(fù)責(zé)用戶IP地址的動(dòng)態(tài)分配。局端設(shè)備可以控制樓頭設(shè)備連接每個(gè)用戶的端口速率，根據(jù)每個(gè)用戶的SLA來分配帶寬保證其QoS，并可以支持多播業(yè)務(wù)。這種方案有不使用VLAN的優(yōu)點(diǎn)，也喪失了使用VLAN帶來的好處，不能使用價(jià)格低廉的L2交換機(jī)。以上幾種方案哪種能成為以太網(wǎng)接入網(wǎng)的主流要在實(shí)踐中在市場上檢驗(yàn)�！ �
開放接入要求提供開放平臺(tái)給其他ICP、ASP、ISP使用。這就要求對每個(gè)用戶認(rèn)證、授權(quán)并按照不同的使用（服務(wù)商、內(nèi)容、QoS保證）分別計(jì)費(fèi)。在基于VLAN 的方案中，這些功能在接入服務(wù)器（集中器）中提供。目前已經(jīng)有的多業(yè)務(wù)接入服務(wù)器大多是基于ATM的價(jià)格很高，需要發(fā)展專門為以太網(wǎng)接入網(wǎng)設(shè)計(jì)高功能低價(jià)格的接入服務(wù)器。而在采用專門樓頭設(shè)備的方案中這些功能由局端設(shè)備完成�！ �
目前已經(jīng)提出的以太網(wǎng)接入網(wǎng)方案根據(jù)使用媒體的不同可以分為以下幾類：
1、基于電話線Ca t 3的以太網(wǎng)接入網(wǎng)。目前主要有兩種：基于DSL的以太網(wǎng)Et he r ne t o ve r DSL和Et he r lo o p。速率最高為10Mb／s不能再提高。
2、光纜入戶的以太網(wǎng)接入網(wǎng)。有EPON 和GTTH兩種。以太網(wǎng)無源光結(jié)點(diǎn)EPON：為了降低光纜接入網(wǎng)的成本，用分光器將一根光纜分支連接相鄰住宅。以前在PON上運(yùn)行ATM稱APON，由于ATM接入網(wǎng)沒有市場，APON已經(jīng)沒有發(fā)展前途，而代之以發(fā)展EPON。光纜入戶，吉位以太網(wǎng)進(jìn)家庭GTTH。每戶獨(dú)立光纜連接小區(qū)以太網(wǎng)交換機(jī)�！ �
3、光纜到樓頭，五類線入戶，以太網(wǎng)接入網(wǎng)。這種方法適合用于公寓型住宅樓。每戶接入速率可達(dá)10Mb／s，如果需要可以達(dá)到100Mb／s。這種方案符合我國國情況。目前在我國發(fā)展非常迅速�！ �
4、空中激光和無線電以太網(wǎng)接入網(wǎng)。對于各種以太網(wǎng)接入網(wǎng)都是通過可以管理的以太網(wǎng)交換機(jī)連接用戶，為每一個(gè)用戶設(shè)置一個(gè)VLAN，用戶設(shè)備可以是裝有以太網(wǎng)卡（10Mb／s或100Mb／s自適應(yīng)網(wǎng)卡）的計(jì)算機(jī)，機(jī)頂盒或客戶端設(shè)備（家庭信息中心）。小區(qū)設(shè)接入服務(wù)器（接入集中器）負(fù)責(zé)客戶的管理和計(jì)費(fèi)。
客戶端設(shè)備是以太網(wǎng)寬帶接入網(wǎng)的重要組成部分，關(guān)系到能否被用戶接受和快速發(fā)展。它也將經(jīng)歷一個(gè)發(fā)展過程。最初設(shè)置在用戶家里的設(shè)備是很簡單的，可以是一個(gè)裝有以太網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)。當(dāng)同時(shí)使用多種設(shè)備時(shí)，采用集線器來共享輸入的以太網(wǎng)口。經(jīng)過發(fā)展將出現(xiàn)各種功能更齊全的客戶端設(shè)備以提供綜合業(yè)務(wù)。客戶端設(shè)備做為家庭信息中心，它應(yīng)該具備以下功能：
1、 家庭網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)。提供多個(gè)以太網(wǎng)端口。連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)電視、智能小區(qū)設(shè)備和其他電器。
2、 交互式網(wǎng)絡(luò)電視機(jī)頂盒（連接普通模擬電視機(jī)）。
3、 IP電話網(wǎng)關(guān)（可連接普通電話機(jī)提供IP電話業(yè)務(wù)）。
4、1394總線端口（連接攝像機(jī)等）。不同的運(yùn)營商對接入網(wǎng)的要求是不同的，發(fā)展系列產(chǎn)品，根據(jù)用戶需要， 每種類產(chǎn)品只具有其中部分功能。根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展技術(shù)進(jìn)步，經(jīng)歷一個(gè)從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程是合理的也是可行的。
摘自《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》
