寬帶城域網組網研究

黃小兵

摘 要：近些年，隨著信息技術與網絡技術的不斷成熟，以及人們生活水平的不斷提高，對寬帶、局域網以及城域網等提出了更高的要求。本文就結合寬帶城域網的概念、結構以及特征，對寬帶城域網組網進行簡單介紹與分析。

關鍵詞：寬帶；信息技術；城域網；局域網；計算機；組網

所謂城域網是由計算機網絡逐漸演變而來的，具體是指介于局域網以及廣域網之間，實現城市與郊區范圍內所有信息實時交換與傳輸的一種網絡。應該說，城域網現在已經成為了構建現代城市的信息基礎設施，它是國家信息高速公路與城市廣大用戶的中間環節。實施城域網的主要目的就是通過通用、單一，甚至公共網絡構架，將相關的數據、語音以及視頻等媒體信息高速有效的傳輸給用戶。

1 概述

本文所講的寬帶城域網其實是利用SDH、IP以及ATM還有MPLS、GE等高科技技術，將相關的數據、語音以及視頻服務融合在一起的多功能、多業務。超寬帶的開放型通信網絡。從本質上講，它是一個基于IP/TCP協議的分組化數據網絡。從橫向來看，寬帶城域網的總體網絡架構主要是由若干交換節點所組成的主干網，以及由若干交換節點所組成的接入網，還有實現兩者連接的傳輸網組成。從縱向來看，寬帶城域網的總體網絡架構可以依據標注劃分成為由核心交換設備以及骨干傳輸設備所組稱的核心層；以及由語音接入網關設備、多業務接入設備還有路由器、二/三層交換機等接入節點所組成的接入策劃那個；由路由器或者是三層交換機所組成的匯接層，它的作用主要就是在接入層和核心層之間，起到匯集和疏導所有業務，此外也包括用戶接入層。

IP全光網絡是當前用戶接入層以及接入網未來發展的方向。但在實現光纖到桌面之前，最終用戶可以依據實際需求以及具體情況，對XDSL銅線接入以及Ethernet接入、HFC接入、LMDS寬帶接入還有ATM PON光纖接入進行靈活選擇，從而真正幫助用戶實現經濟、方便實用的目的。此外，本文所說的寬帶城域網組網并不包含對用戶接入層以及接入網的建設。

不管哪種類型的寬帶城域網，均選擇使用了光傳送通道。由于一般性的寬帶城域網實際覆蓋范圍約為100km，所以光傳送通道內部的物理層多使用廉價的單模光纖G.652。城域網使用的G.652單模光纖正向1300-1700mm全波長工作窗口的全波光纖即G.652C單模光纖方向發展，從而適應和滿足密集波分復對波道屬增加的需求。另外，因為其覆蓋范圍相對較小，所以城域網所選擇的光器件同長途網存在較大區別。激光器以及接收器還有分插復用器等設備要求要遠低于長途網，也不會使用放大器以及再生器等中繼器件，所以從這方面講，具有成本低的優勢。光傳送通道內部的光層則會依據器實際情況來選擇使用波分復用（即WDM）、稀密集波分復用（即CDWDM）還有空分復用等技術來實現。基于光傳送通道，能夠選擇不同類型的組網方案來完成寬帶城域網相應網關信號的控制、交換以及傳輸，這也是現階段構建寬帶城域網中的重點所在。

2 IP over ATM

主要是將數據包依據一定標準全部封裝成既定的ATM信元，并通過ATM信元的形式在其信道中進行傳輸；而實行交換時則主要依據IP包上現有地址利用某種機制進行相應的路由處理，并按照已經計算、設計好的路由來構建虛電路，以轉發數據包。從某種意義上說，IP與ATM相結合的實質是實現連接與無連接的統一，換言之就是交換與選路之間的優化組合，即將ATM速度快、多業務支持以及容量大等優點與IP的易擴充、簡單、靈活以及統一性好等優點相結合，很好的實現了優勢互補。

它的缺點就是ATM為了有效保護其傳輸的各種業務而設計的應用機制不僅復雜，同時還會對以IP為主導業務的網絡造成一定寬帶浪費。此外IP over ATM基本無法完成將IP優先級分類（即COS）分類映射整體映射到ATM的Qos上，所以也就無法提供相應的QoS。

MPLS技術則很好的解決了IP over ATM所呈現出的缺點。MPLS通過將路由以及選路分開，通過標簽對數據分組進行引導以通過網絡路徑，從而實現在無連接網絡種接入一定連接特性。應用于IP over ATM時，即IP over ATM over MPLS可以選擇使用ATM中的高效傳輸交換方式，摒去了較為復雜、繁瑣的ATM信令，將IP技術優點很好的融入至ATM內部的高效硬件中去，從而在實現降低網絡復雜性的同時，節省了網絡成本。此外MPLS能夠通過顯式路由方式或者無連接方式提供全面的連接服務，同時又能據此提供相應的數據業務QoS。MPLS作為現階段將路由與轉發有效區分的三層網絡技術，其優點是既能對傳統網絡業務提供支持，同時又具備一定后向兼容性，從而對現有投資起到了很好的保護作用；另外可以對目前流行的主流網絡技術進行合理兼容，有效地促進了網絡的互通互聯。

當前，在SDH基礎之上也可實現IP over ATM，也就是IP over ATM over SDH，它能夠在光傳送通道實現直接傳輸。前者所講的是將ATM虛電路（即VC）所轉發的相關數據包全部映射到SDH中的VC-3/VC-4中，進而實現通過SDH這種生存性、可靠性更高，也最為成熟的傳送技術來為相關的IP業務以及ATM業務還有以太網數據、DDN等業務提供支持。嚴格講，這是一種最為保守同時也最為成熟的寬帶城域網解決技術。它的優點是風險相對較小，且已經在電信商中推廣應用開來；而且缺點就是由于使用多層網絡結構，所以在成本以及效率方面并無較大競爭力，因此在現階段全新的寬帶城域網中應用不多。IP over ATM over MPLS，通過應用支持ATM環網功能的ATM交換機，實現SDH內部的自愈保護功能，從而實現對傳輸網的有效控制和管理。所以從某種程度上講，只需要構建起一個統一、合理的ATM網，就能提供全部的數據包業務，這不但方便日后進行管理，同時還能節省投資，所以被廣泛應用開來。

3 結束語

隨著信息網絡技術的不斷發展，以及城鎮化進程的加快，人們越來越關注寬帶城域網組網建設。而由于受寬帶城域網發展及其應用復雜性的影響，出現了諸多組網方案。在光纜網尚直接架構萬兆或者千兆的以太網成為了現階段構建寬帶城域網的主流方式，此外，隨著彈性分組環（即RPR）的不斷發展與成熟，也將會成為運營商所關注的焦點。而本文主要以IP over ATM組網方式為例，結合寬帶城域網的概念及特點，對寬帶城域網組網進行介紹與討論，為日后進一步研究寬帶城域網技術以及構建寬帶城域網提供了一定理論支持。

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