ＩＰ城域網的優化與建設方案

李祺鋒

摘要：隨著寬帶接入的逐漸普及,寬帶市場的爭奪已經成為各大電信運營商的競爭焦點,如何為用戶提供更加優質、低廉的寬帶接入,以及在此基礎上的多元化增值服務,已經成為各大電信運營商尋求新增點的重要途徑。在這樣的背景下, IP城域網的建設已經成為了國內外各級電信運營商的關注的焦點。本文提出了IP城域網的優化思路，并著重介紹IP城域網優化方案。

關鍵詞：IP城域網；優化；接入層

1 前言

未來的競爭是全業務的競爭, 基于IP技術承載多業務已經成為不爭的事實，隨著NGN、3G等業務的出現，多樣化的業務對IP網絡提出了更高的要求。電信技術的不斷發展，各種業務異彩紛呈，同時業務融合也成為大勢所趨。分組和寬帶作為業務融合的技術基礎和基本特征，使得分組化的網絡融合成為必由之路。目前，為了適應業務的發展，中國電信、中國網通等運營商均已經確立了IP骨干網采用雙平面的策略，即在骨干層面建設兩張物理隔離的網絡，一張主要用于承載高質量要求的IP承載網，包括NGN、3G、大客戶互聯等；一張用于承載普通業務需求的互聯網，包括數據上網，同城互聯等。那么有何讓IP技術承載多業務是今后的重要研究方向，所以，優化IP城域網勢在必行。

2 IP城域網優化思路及目標

2.1 IP城域網優化思路

IP城域網作為骨干網在本地的延續,負責骨干網在城域范圍內的業務接入。所以IP城域網的網絡優化要從以下幾個方面考慮：具備端到端的服務保障。具備QoS能力，提供業務的QoS保障滿足IPTV等視頻業務對帶寬、時延、抖動等參數的要求；完善的冗余備份保護機制。網絡可靠性高，能夠實現快速收斂，在50ms內實現對關鍵業務的保護倒換；有效承載語音、視頻等業務。具有低時延、高效率的特征，同時針對視頻業務需要提供組播支持，具備組播管理、組播安全控制、靜態組播配置等可控組播的能力，支持單播/組播分離的能力，支持頻道的快速切換；高效的管理和維護機制。在傳統的網絡管理功能基礎上，還需要增強對于業務的管理能力。在邊緣層，實現對業務的識別，從而進行流分類、調度、整形，實現不同的處理，能夠有效地對P2P等業務進行流量控制；充分保證用戶和網絡的安全。對于用戶可以安全隔離和區分，網絡設備可以有效防止DOS/DDOS或網絡病毒等的惡意攻擊；保護已有投資、節省資源。與現存網絡無縫兼容，支持平滑升級，從而可以保護已有投資。

2.2 IP城域網優化目標

IP城域網優化后應能實現語音、視頻、數據等多種業務接入能力，具備有不同服務等級提供能力，支持MPLS VPN和組播的部署能力，具備對業務可管理能力，最終實現“多業務、強管理、低成本”的可控、可管，可持續發展、可盈利的IP城域網。

3.I P城域網優化建設方案

3.1 基于SDH的多業務傳送平臺方案

以SDH為基礎的多業務平臺的出發點是充分利用大家所熟悉和信任的SDH技術，特別是其保護恢復能力和確保的時延性能，加以改造以適應多業務應用，支持2層和/或3層的數據功能。基本思路是將多種不同業務通過VC級聯等方式映射進不同的SDH時隙，而SDH設備與2層和3層乃至4層分組設備在物理上集成為一個實體。結果是減少了機架數、機房占地、功耗、架間互連，簡化了電路指配，加快了業務提供速度，改進了網絡擴展性，節省了運營維護和培訓成本，還可以提供諸如虛擬專網（VPN）或視頻廣播等新的增值業務。特別是集成了IP選路、以太網、幀中繼或ATM后，可以通過統計復用和超額訂購業務（over-subscribe service）來提高TDM通路的帶寬利用率和減少局端設備的端口數使現有SDH基礎設施最佳化。最后，SDH多業務節點還可以方便地完成協議終結和轉換功能，使運營商可以在網絡邊緣提供多種不同業務，而同時將這些業務的協議轉換成其特有的骨干網協議。

目前這類解決方案涉及多層幀的映射而導致帶寬效率低下，開銷處理復雜。此外，這種方案基于同步工作，抖動要求嚴，設備成本較高。再有，這種結構帶寬配置時間仍較長。隨著TDM（時分復用）業務逐步消退和IP業務快速增長，基于SDH的MSTP（多業務傳送平臺）的作用會越來越弱化。

未來MSTP技術可能會向兩個方向發展：一是從城域傳送網絡的核心下放到邊緣；二是演進為分組化的城域傳送技術，即走向PTN（分組化傳送網）。

3.2 基于波分復用技術的多業務平臺方案

WDM（波分復用）光城域網是從簡單的WDM點對點傳輸應用演化過來的，演化期間其結構變化經歷了從靈活性受限到可以提供動態可重新配置應用的過程，進化后的WDM光城域網系統提供的應用與SONET/SDH提供的控制和業務選項相似。

DWDM（密集波分復用）技術在廣域網應用獲得巨大成功，已成為主流，但是不能簡單地將廣域網DWDM方案用于城域網。城域WDM與長途WDM有著不同的發展動因和特點，WDM應用于長途傳輸的最大價值就是節省昂貴的長途光纖資源，但在城域網中，由于傳輸距離短，敷設光纖的造價比長途干線要低廉得多，這樣節點設備就成為城域傳送網成本中占主導地位的因素，雖然節省光纖對于某些城域網或某些區段來說也很有意義，但業務的靈活性、可管理性和降低設備成本對于城域應用更為重要。

城域WDM網絡的特點是必須能在同一平臺上支持多業務，對速率與協議要透明，設備價格要低廉，要有良好的擴展性以適應城域業務需求的多變性，要有強大的波長管理能力以便能快速靈活地開放波長業務，要有能與SDH媲美的網絡自愈能力，且能根據不同的業務需要提供不同級別的保護手段。在城域網中由于傳送距離短，容量要求不是很大，因此可以使用較為低廉的器件來降低DWDM設備成本，或采用信道間距很大的稀疏波分復用（CWDM）技術。點到點WDM技術顯然難以滿足城域網應用的要求，隨著ROADM（可重構光分插復用器）的逐步成熟，利用ROADM實現光層組網并逐步引入控制平面將能使WDM在城域網中發揮更大的作用。

發展城域WDM光網絡不但能為城域IP網/以太網的發展提供強大的帶寬支撐，而且在靈活性、安全性和提高資源利用率等方面與單純的光纖直連相比都有很大的優勢，此外利用WDM網還可以開展按需帶寬（BoD）、波長批發、波長出租、OVPN、光組播等新業務。隨著電層的SDH逐步被IP/以太網所取代，城域傳送網的未來將是光層的城域WDM網。

3.3 基于電信級以太網的多業務平臺方案

基于電信級以太網（carrie rethernet）的方案，是指將傳統以太網應用到電信網的技術，具備網絡和業務可擴展性、運營級網管能力和QoS保障能力，從而解決IP/以太網/TDM等多業務的傳送問題，并向城域乃至廣域延伸，推動傳統電信運營商向分組化網絡轉型。

從技術上看，以太網是一種很簡單的解決方案，只需要少量的規劃、設計和測試工作，應用多年，為用戶熟悉，業務指配時間可以減少到幾個小時或幾天。其次，以太網是標準技術，互換互操作性好，具有廣泛的軟硬件支持，成本低。最后，以太網是與媒體無關的承載技術。可以透明地與銅線對、電纜和各種光纖等不同傳輸媒體接口。從結構上看，以太網正以前所未有的端到端解決方案面目出現，消去了其他解決方案所必不可少的網絡邊界處的格式變換，減少了網絡的復雜性。其次。以太網是具有很好擴展性的解決方案，其速率可以從10Mbit/s、100Mbit/s、1Gbit/s一直擴展到10 Gbit/s。從管理上看，由于同樣的系統可以應用在網絡的各個層面上，因此網絡管理可以大大簡化。此外，由于很多用戶已經熟悉了以太網，因此培訓工作簡化，新業務可以拓展得更快。

以太網接口已經成為事實上的通用業務插座，各類高速以太網接口因經濟規模帶來的成本優勢會加速使用。隨著電信級以太網多業務平臺在擴展性、業務保護、QoS保障、TDM支持和業務管理等電信級業務特征的持續改進和互操作性的完善，以太網將成為電信網的基礎元素。當前正逐步在寬帶接入網匯聚層面引入廣義的運營級以太網技術。提供高可用、高速率的業務匯聚能力和以太網互連業務。可以預計，隨著網絡中IP/以太網業務量的日益增加以及基于以太網技術的新型解決方案的不斷出現，電信級以太網多業務平臺在城域網中的應用將會越來越多，電信級以太網多業務技術將成為面向未來的主流解決方案。

目前在電信級以太網范疇內的相關技術較多，其中包括：多種環網技術（如基于MSR擴展的以太環網、ERP和RRPP等以太環網）、VLANVPN、PBB-TE（PBT）以及VPLS等二層VPN技術。