智能城域網關鍵技術研究

張銘　王冰

【摘要】? ? 在當前科學技術突飛猛進的宏觀背景下，城域網技術創新不斷，業務發展需求持續提高，有必要對智能城域網的各項關鍵技術進行深入分析與探討，以提升城域網的整體運行效果。基于此，本文首先介紹了城域網及城域網技術的基本內容，分析了級聯技術及鏈路容量調整方案（LOAS）等智能城域網關鍵技術，并結合相關實踐經驗，分別從業務復用標簽等方面，探討了智能城域網中的信道統計復用技術，望對智能城域網規劃設計與建設實施有所借鑒。

【關鍵詞】? ? 網絡通信? ? 城域網? ? 智能化? ? 關鍵技術

引言：

當前，以5G通信技術為典型代表的新型通信技術方法開始在經濟社會中扮演更加重要的角色，在推進城市品質提升，促進城域網規劃建設等方面起到了積極作用。對此，應精準把握智能城域網關鍵技術的核心環節與關鍵單元，綜合施策，切實提高智能城域網規劃、建設與運營整體水平。本文就此展開了探討。

一、城域網及城域網技術簡述

1.1城域網的特點

隨著城市溝通交流的日益密切，城市之間的通信業務產生了新的需求，為有效實現城市之間的信息互聯互通，實現數據異地存儲與查詢等業務，城域網應運而生。在城域網概念范疇中，集團用戶、智能小區、辦公大樓等節點的通信業務得以直接化、清晰化，通過接入網與骨干網之間的交互實現了數據貫通。

與傳統意義上的廣域網與局域網不同，城域網具有自身的現實特點，它以共用多業務望為主要載體，主要面向各類社會單位提供數據傳輸服務，具有單一化特點。城域網的網絡拓撲結構相對負載，需要提供各種類型的業務接口，并可在縱向維度與橫向維度等方面進行層次細分。當前，部分數據傳輸業務具有不可預料性，如何通過有限的城域網網絡資源對這些不可預料性因素進行控制，成為城域網發展進程中的重點[1]。

1.2城域網技術

城域網技術是在通信業務需求愈發強烈的推動下而逐漸形成并優化創新的。隨著現代通信技術的突破發展，城域網技術的負荷效能越來越高，其骨干網的數據傳輸能力可充分滿足連續性、大容量的數據傳輸需求，其寬帶接入能力也在極大程度上緩解了以往傳統模式下的寬帶壓力。同時，也應清晰地認識到，城域網技術在實踐應用中存在諸多短板，主要表現在：所需依賴的硬件設備種類較多，型號各異，對彼此之間的兼容性形成了極大考驗;管理模式尚且不甚統一，對城域網資源整合與調度相對不足;數據流量中轉站難以有效滿足新形勢下城域網運行中不同用戶產生的差異化需求，部分通信業務無法實現快速精準接入。

二、智能城域網關鍵技術分析

2.1級聯技術

級聯技術是智能城域網構造體系中的主流技術方法之一，它采用同步時分復用技術，在傳輸固定比特率的數據信息方面獨具優勢。在智能城域網規劃建設要求不斷提高的今天，級聯技術可將特定傳輸數據信息融入到固定的傳輸通道中，應對可變比特率的起伏波動，確保傳輸速率的高度匹配效果。

在級聯技術的支持下，當城域網所要完成的數據傳輸任務超過特定標準時，則會將數據信息按照特定交錯方式進行映射，提高靜負荷區的利用率，確保數據信息傳輸過程的穩定性與連續性，防止帶寬浪費。

級聯技術還可將多個不同類型、不同功能的網絡通信設備融合起來，構造形成高效穩定的通信數據傳輸通道，承載數據傳輸業務，并可在相鄰級聯與虛級聯等模式之間實現依次切換[2]。

2.2鏈路容量調整技術（LOAS）

鏈路容量調整技術旨在對城域網數據通信容量進行智能化、動態化調整，以滿足不同通信強度下的用戶需求。為了使鏈路容量調整技術更具實用價值，必須在級聯技術的應用基礎之上，遵循數據傳輸的特定協議，為用戶提供各自不同的傳輸帶寬。

在城域網數據傳輸流量較大時，城域網線路及設備面臨著較大的通信壓力，此時鏈路容量調整技術便可按照最大傳輸速率為數據信息分配帶寬，防止數據信息阻塞，而在數據傳輸壓力相對較小，帶寬資源應用需求相對較低時，鏈路容量調整技術則可為數據信息固定帶寬分配，防止網絡資源無序消耗。

在鏈路容量調整技術應用中，可根據城域網實際設置復幀標識符、序列號標識符、組標識等，以提高數據信息傳遞的一致性。

2.3虛級聯和鏈路容量調整保護技術

在智能城域網系統中，虛級聯技術和鏈路容量調整保護技術相互影響，相互促進，在大容量光纖傳輸系統中共同完成數據信息傳輸保障任務。隨著高速數字交換技術的大力推進，更多的數據信息呈現出集中化趨勢，對通信節點和路線的安全性帶來挑戰，若不甚出現光纜斷裂，則極容易遭遇大量數據信息丟失問題，降低城域網有效性、系統性、抗毀性等技術評價指標。

因此，應根據實際需求，采用虛級聯和鏈路容量調整保護技術，在無需人為主觀干預的前提下，使城域網數據信息資源能夠得以自行恢復，實現“自愈”。而該過程的實現，完全不影響數據信息接收端的實際體驗，不會造成數據通信業務中斷，在悄然之間完成網絡傳輸重組[3]。

2.4通用成幀協議技術

在當前科學技術的推動下，智能城域網中的通用成幀協議技術分類更明確，相應的數據鏈路層適配效果更優化。以GFP協議為例，該協議將數據鏈路層進行封裝，在不同層次與層級之間進行數據信號傳輸，不僅可有效降低數據損耗率，提高數據鏈路實際應用價值，而且還可壓縮誤碼拓展，優化帶寬使用效果，使該協議下的所有用戶均可平等地獲取數據信息資源。

比再如透明映射，它充分整合了光纖信道的映射功能，有效識別與控制數據傳輸中的業務字符和控制字符，將重復冗余的數據進行有效濾除，實現物理層、業務層、控制層、核心層等層級之間的高效互聯。在通用成幀協議技術的作用下，數據包的提取效率更高，并可實現數據信息之間的二次交換。

2.5基于ASON的智能城域網體系結構

在ASON通信協議下，智能城域網體系結構可分為三個層級，即傳輸層級、控制層級和管理層級，不同的層級在智能城域網中扮演著不同角色，承擔著不同職能，在城域網數據交換中需要參照不同技術規范。

在傳輸層級，需要在特定數據通道的支持下，按照特定單元，將數據信息向接收端傳送，并同步實現性能監測、故障排除及倒置防護;

在控制層級，則在一致性指令支持下，對城域網通信資源進行調控，實施數據交換通道的建立、釋放與維護，同時在特定算法的約束下，平衡優化數據傳輸目標;

在管理層級，則需要負責不同傳輸層之間的協調，實現故障管理、配置管理、性能管理等，對相關管理約束條件進行補充[4]。

三、智能城域網中的信道統計復用技術研究

3.1業務復用標簽

業務復用標簽是智能城域網中信道統計復用技術的基礎要素。在業務復用標簽的約束下，可將城域網中的信道數據包進行擴展，按照特定路徑實現數據映射，并在硬件映射芯片中進行封裝，確保數據信息得以完好無損地進行傳輸。業務復用標簽結合映射芯片的實際狀況構建立體化、層次化的信道統計復用模型，科學選擇具有代表性的映射技術參數，并為其賦予不同權重系數，實現對信息幀的精準插入，構建形成科學合理的業務復用標簽技術應用環境。在數據包進入網絡的邊緣節點貼加業務復用標簽，用以識別不同的數據業務和數據端口，該標簽為每個數據包附加上一個特定比特率的標簽，它可識別多個不同的數據業務，區別不同端口的數據業務流。因此，數據包來源渠道不同，相應的業務復用標簽也有所差異。

3.2復用算法

現代基礎理論研究的日趨系統化與成熟化，使智能城域網中信道統計復用技術的復用算法更加豐富，在信道統計復用實踐中的選擇余地更為靈活，可完成傳統模式下難以完成的算法任務。

通過復用算法，可實現通信信道的共享。在當前技術范圍內，復用算法多種多樣，包括業務分層算法、平等排隊算法、輪候算法、系數加權算法，等等。無論何種模式的復用算法，均可在城域網各類數據交換業務中確保具備良好表現，對存儲器中的數據包進行優化控制。為有效規避復用算法在實際操作中的常見誤差，必須嚴格控制映射誤差幾率，將數據包在某一特定時間段內的運行狀態進行固化，實現通信信道選錯率最小化[5]。

3.3自相似仿真平臺

自相似仿真平臺是智能城域網環境下的技術評估平臺，可根據城域網的實際運行需求，對數據通信模式與數據交換流程進行仿真模擬，清晰直觀地了解數據傳輸全過程，得出相應的仿真模擬結果，對欠妥當之處做出專門強化與優化。研究表明，在智能城域網環境下的數據傳輸業務，其組網模式與連接路徑均可利用泊松過程進行描述，對站點和服務器之間的關聯進行調整，這為取得理想的自相似仿真模擬效果提供了更大可能。

在自相似仿真平臺運行后，應得出自相似數據流的慢衰減特性曲線，在隨機過程的導向下，得出不同通信數據之間的變量關系。同時，也要清楚地把握自相似特性對城域網通信系統的多方面影響，防止后期數據丟失。

四、結束語

總之，在當前技術條件下，智能城域網關鍵技術的應用與實施所涉及到的要素較多，需要從宏觀層面與微觀層面進行綜合優化設計，嚴格遵循傳輸網協議、傳輸網節點布局等方面的基本原理，為提升職能城域網綜合效果奠定基礎。同時，技術人員應從城市發展水平與建設需求出發，做到對不同類型通信技術的協調融合運用，不斷開辟智能城域網建設新領域，為持續推進現代城市經濟邁向更高水平貢獻力量。

參? 考? 文? 獻

[1]孟燕姝，劉金磊，張春龍，等.基于城域網與GPON組網的OLT雙上聯流量均衡研究與應用[J].內蒙古電大學刊，2018，51（9）：2153-2158.

[2]張舉照，王厚照，宋翠鵬.淺談ASON（自動交換光網絡）技術在城域網中的應用前景[J].中興通訊技術研究，2020（28）：399-401.

[3]劉定川，胡鑫，王利棟.新時期智能光網絡ASON技術在臨汾城域網中的應用研究[J].北京郵電大學學報（社會科學版），2019（30）：205-206.

[4]周英煒，李智廣，劉秉宇.淺談未來智能光網絡在城域網中的應用和發展趨勢[J].數字通信世界，2019，（09）：163-166

[5]陳浩，趙翠英，黃克兵，等.基于云計算的電子公交站牌系統設計與實現方法分析[J].電子技術與軟件工程，2015，（23）：258-259.