寬帶城域網(wǎng)技術(shù)與規(guī)劃建設(shè)探討

狄小波

【摘要】 信息技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代社會(huì)的便利通信。寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)是現(xiàn)代城市、城鎮(zhèn)甚至農(nóng)村建設(shè)中不可缺少的部分。本文以此為背景，首先簡(jiǎn)要介紹寬帶城域網(wǎng)的概念，然后依據(jù)寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)原則基礎(chǔ)，闡述其定位及體系結(jié)構(gòu)，深入總結(jié)并剖析寬帶城域網(wǎng)的關(guān)鍵組網(wǎng)技術(shù)，展開(kāi)了對(duì)IP規(guī)劃等方面的思考。

【關(guān)鍵字】 寬帶城域網(wǎng) 組建技術(shù) IP規(guī)劃 建設(shè)

隨著信息化社會(huì)的深入和完善，通信交流在現(xiàn)代人民的日常生活中占據(jù)的比重越來(lái)越高。寬帶業(yè)務(wù)作為一種主流的通信手段，能夠通過(guò)各種方式滿足人們的通信需求，如可視電話、遠(yuǎn)程教育、可使會(huì)議、移動(dòng)辦公等等，我國(guó)的寬帶城域網(wǎng)建設(shè)，已經(jīng)覆蓋了全國(guó)很大范圍，除了城市城鎮(zhèn)外，農(nóng)村的寬帶建設(shè)也是一件司空見(jiàn)慣的事。以此為研究背景，本文先簡(jiǎn)單的介紹了寬帶城域網(wǎng)的概念，然后針對(duì)其主要的組網(wǎng)技術(shù)及IP規(guī)劃方式，對(duì)整個(gè)寬帶城域網(wǎng)技術(shù)與規(guī)劃建設(shè)展開(kāi)探討與研究。

一、寬帶城域網(wǎng)的概念及主要原則

1.1寬帶城域網(wǎng)的概念

城域網(wǎng)（MAN，Metropolitan Area Network）主要是指覆蓋城市范圍在50-100Km，光纖傳輸速率約為45Mbps到150Mbps范圍內(nèi)，支持語(yǔ)音、視頻、圖形以及數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)高寬帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)[1]，能夠在一定城市范圍內(nèi)提供寬帶數(shù)據(jù)集多媒體業(yè)務(wù)。

隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的高速發(fā)展，目前很多領(lǐng)域都需要寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)來(lái)達(dá)到通信需求，如快速上網(wǎng)、遠(yuǎn)程辦公、電子政務(wù)等。除了城市外，不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村都進(jìn)行了寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)，除了便利了村民的信息交互和娛樂(lè)生活外，還能夠通過(guò)接入城市教育城域網(wǎng)的方式，讓農(nóng)村學(xué)生享用城市教育資源，意義重大。寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為了全國(guó)各地信息化改革的基礎(chǔ)建設(shè)工作，下文將對(duì)其建設(shè)原則進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1.2寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)原則

寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)是為了提高人們通信交互的便宜程度，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量，更高程度滿足人們對(duì)通信的需求，因此需要遵循以下幾個(gè)原則：

（1）保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，保證寬帶城域網(wǎng)能夠穩(wěn)定的以規(guī)定性能運(yùn)行，同時(shí)要對(duì)其管理分明，對(duì)投入到實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的寬帶設(shè)備可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)擴(kuò)容或升級(jí)；

（2）加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理，例如網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)等，通過(guò)集中控管網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)提高寬帶城域網(wǎng)整體的穩(wěn)定性和實(shí)用性；

（3）盡量扁平化的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍會(huì)隨著技術(shù)發(fā)展和人們需求逐漸擴(kuò)大，針對(duì)這一點(diǎn)，應(yīng)在增加網(wǎng)絡(luò)容量的同時(shí)適當(dāng)?shù)臏p少骨干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，盡量選用主流、技術(shù)成熟且經(jīng)過(guò)實(shí)際使用驗(yàn)證的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

（4）保證網(wǎng)絡(luò)層次的清晰化，網(wǎng)絡(luò)寬帶接入網(wǎng)需要層次清晰才便于管理。

二、寬帶城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)

2.1寬帶城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

就寬帶城域網(wǎng)而言，其邏輯結(jié)構(gòu)主要分為三層，分別是：核心層、邊緣層以及接入層。核心層的主要工作內(nèi)容是連接多個(gè)匯聚層，將匯聚層的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包上傳并轉(zhuǎn)發(fā)，提供一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸空間，因此核心層需要有一定的開(kāi)放性以及可擴(kuò)展性，保證其能夠與各主干層良好連接；匯聚層則是將用戶的流量進(jìn)行匯聚匯接，輔助數(shù)據(jù)的交換與轉(zhuǎn)發(fā)；接入層主要為終端用戶服務(wù)，讓用戶能夠使用網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。

2.2寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)

IP技術(shù)作為主要的寬帶城域網(wǎng)組建技術(shù)，簡(jiǎn)單實(shí)用，并隨著近幾年寬帶城域網(wǎng)的廣泛建設(shè)而更加地位突出，其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)也在不斷趨于完善。下面筆者將針對(duì)幾種具體的寬帶IP城域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行展開(kāi)論述。

2.2.1以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

以太網(wǎng)總體來(lái)說(shuō)靈活方便、操作假單。對(duì)于以太網(wǎng)的組網(wǎng)可以采用多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并利用不同的物理介質(zhì)來(lái)達(dá)成。以太網(wǎng)目前來(lái)說(shuō)仍然是我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)用的應(yīng)用最為廣泛的一種，其傳輸速率分別為10Mb/s、100 Mb/s和1000 Mb/s等。就寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)而言，一般選用的是1000 Mb/s的以太網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)連接以太網(wǎng)與城域網(wǎng)建立一個(gè)IP城域網(wǎng)平臺(tái)，并利用核心路由器、交換機(jī)等設(shè)備將IP城域網(wǎng)平臺(tái)組建為寬帶IP城域網(wǎng)。這種寬帶城域網(wǎng)成本較低，操作難度也不高，技術(shù)相當(dāng)成熟，且擴(kuò)容性也能符合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求。但其主要缺點(diǎn)是管理性和安全性不好，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的精準(zhǔn)控制，在這些方面仍需要改進(jìn)。

2.2.2 PoS組網(wǎng)技術(shù)

基于PoS的組網(wǎng)方案數(shù)據(jù)傳輸速率較高，適合以網(wǎng)絡(luò)IP業(yè)務(wù)為主的經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)。該組網(wǎng)技術(shù)主要是按照PPP的RFC166協(xié)議進(jìn)行封裝度協(xié)議和初始化鏈路的控制方式等。PoS組網(wǎng)技術(shù)首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)IP進(jìn)行分組封裝，然后依據(jù)特定的封包形式形成HDLC數(shù)據(jù)幀，將這些數(shù)據(jù)幀發(fā)送到SDH/ SONET實(shí)施處理后就完成了整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程[2]。這種技術(shù)能夠有效的簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，確保了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的速度和穩(wěn)定性，總體而言是一種相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的寬帶城域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，然而由于其組建過(guò)程中使用到了千兆路由交換機(jī)，則較于其他方式來(lái)說(shuō)成本會(huì)高一些。

2.2.3 ATM組網(wǎng)技術(shù)

基于異步傳輸模式（ATM；Asynchronous Transfer Mode）的組網(wǎng)技術(shù)能夠準(zhǔn)確的對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和實(shí)際端口使用情況進(jìn)行記錄及處理。利用ATM組網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒉煌木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行通道集中統(tǒng)一控管。但在大規(guī)模的骨干網(wǎng)組建中，ATM組網(wǎng)技術(shù)的組建成本也比較高，且其傳輸速率有一定局限性，本身所使用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議也較為復(fù)雜，故不適合廣泛使用。

三、寬帶城域網(wǎng)IP地址規(guī)劃

IP地址的合理規(guī)劃能夠改善當(dāng)前情況下IP地址可能會(huì)出現(xiàn)的不太富足情況。對(duì)于IP地址規(guī)劃，通常從以下兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)控管理。

（1）公私地址結(jié)合，IP地址的申請(qǐng)個(gè)數(shù)是有限的，因此在進(jìn)行寬帶城域網(wǎng)的組建時(shí)，可以考慮使用私有IP地址。

（2）混合地址分配，對(duì)于使用了私有IP地址的區(qū)域可以采取兩種措施，一種是在一整個(gè)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)組建都使用私有地址，在網(wǎng)絡(luò)本地出口則利用NAT實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)；另一種則是，在某個(gè)范圍的特定區(qū)域采用公有地址，而骨干層也使用共有地址，進(jìn)行公私混合分配，讓私有地址借助NAT接入本地網(wǎng)。

四、寬帶城域網(wǎng)建設(shè)方案及服務(wù)

對(duì)于Internet業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，寬帶城域網(wǎng)技術(shù)的主要服務(wù)是WWW（萬(wàn)維網(wǎng)）；電子郵件；文件傳輸；遠(yuǎn)程登錄等；對(duì)于遠(yuǎn)程計(jì)算和事務(wù)處理方面，則需要提供軟件的共享、遠(yuǎn)程CAD、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理、聯(lián)機(jī)服務(wù)等，隨著目前的信息業(yè)務(wù)不斷豐富，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際情況提供電子商務(wù)、遠(yuǎn)程會(huì)議、可視電話、IP電話等。

五、結(jié)束語(yǔ)

信息時(shí)代仍然處于一個(gè)不斷發(fā)展的狀態(tài)，科技文明將以一種更貼近人們實(shí)際生活方式的形式進(jìn)行優(yōu)化改革。基于這一點(diǎn)，寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)也應(yīng)該轉(zhuǎn)變思路，在對(duì)現(xiàn)有的城域網(wǎng)建設(shè)中展現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題加以改進(jìn)外，還可以利用新的科學(xué)技術(shù)以及新的材料，進(jìn)一步保障信息傳輸速度和穩(wěn)定性，不斷優(yōu)化寬帶服務(wù)形式，組建出高質(zhì)量的城域網(wǎng)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉揚(yáng).寬帶城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與流量監(jiān)控[D].大連理工大學(xué)，2014.

[2]劉文彬.錦州鐵通城域網(wǎng)的規(guī)劃方案研究[D].吉林大學(xué)，2012.

[3]林滿.基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶IP城域網(wǎng)建設(shè)[D].廈門大學(xué)，2002.

[4]邵艷清.寬帶IP城域承載網(wǎng)及其接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與性能分析[D].重慶大學(xué)，2010.