（管理科学与工程专业论文）宽带城域网的规划和设计.pdf

塑垩 _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ y 午华罗彦67 摘要 厂 一、h 衍我城i l t 信息化建没步伐的加快，宽带城域网建没，成为信息恻络建改 n 0 热0 、i f 投资重点，井将成为我国电信网络上薹营商的市场竞争焦点。 j j l l 价热湖的最终日的姓为了使最终川户以更便宜的价格享受到通信服务延 t 孙n 此获= ! j 扛片投资同报。城市宽带需要进行人规模的投资和复杂的规划l 自i 将览带网庄城市中迮成片、形成面，提高城市信息化的 g 度将赴 个零 ，步刘i 彩，：次、多部i j 、系列技术和商业的问题。宽带城域网建好之后如何运营、 枷n i 投资、如何管理? 这些问题需要在投资前有充分的论证硝 小史刈地域网采j t j 主要技术进行分析通过对比，认为r p t 技术比较适合 。j 一矗一；r i 城城删建设，在具体采j 【 r p t 技术时，城域网的建网模式也进行充分 n 0 eh i 。：亿j 世资模式上，本文认为c a t v 模式是一种网络运营与传统业务棚结台 的m ，j l m 利i ) i 景乐观。 小史九最后把上述分析麻川到实际项目当中，该项目经初步投资汁竹u l - 内收川投资。 天键 蛾城刚、r p t 、c a t v 竺! 竺! ! ! 一 _ 一 a b s t r a c t w i l ht 1 1 ed e v e l o p r a e n to fi n f o n n a t i o ni n d u s t r y ，b r o a db a n dm a n i s0 1 1 eo ft h e m 【1 s t i r a p o r t a n te m p h a s e s o fi n v e s t m e n t t e l e c o mo p e r a t o r st 1 1 l n ko f i ta st h ef o c u so f c o m p e t i t i o n t h ef i n a lp u r p o s eo fi n v e s t m e n ti st op r o v i d ec h e a p e rs e r v i c ef o rc o l l m l u n i o n ，s o i t 、v i l lb r i n go p e r a t o r sg r e a tp r o f i t s t h ed e s i g no fm a n i s c o m p l e xp r o g r a ma n d 1 1 c c 【i sg r e a ti n v e s t m e n t i ti sa l s oi m p o r t a n tf o ra st ot h i n kh o w t oo p e r a t et h em a n 3 5 nn ，h o l ea n dh o wt od r a wb a c kt h ei n v e s t m e n t 1 1 1t h i st h e s i s ia n a l y s e sa l lt h et e c h n o l o g i e si nc o l n l n o nu s e ，it h i n kr p t i sf i tf o r m a na td r e s e l l t id i s c u s st h em o d eo fr p t w i t hr e g a r dt oi n v e s t m e n t ，it h i n kc a t v m a ni s e a s l e rt om a k ep r o f i t s ，b e c a u s e i tc o m b i n e sn e t w o r kw i t h t r a d i t i o n a l o p e l a t i o n s a tl h ee n do ft i f f st h e s i s ，1a p p l yw h a ti , g e tt oam a np r o j e c t a f t e rc a l c o l a t m g t 1 1 cc o s ta l i di n c o m e ，ib e l i e v et h eo p e r a t o r c a ng e tn e tp a y o f fi nf i v ey e a r s k e y ：m a n ，r p t ，c a t v 1 城域网的兴起 城域网的兴起 n 2 0 0 0q ：中旧嘲际通信改备展览会上，一个热点话题就是宽带城域劂。随 二m 术旧址m i 卷全闻城域网投资热潮。枣实上随着我国城市信息化建没步伐 h 队，宽一特眦域刚建设，将成为今后信息网络建设的热点和投资重点，行将 戊乃找川i u f 。神d 络运营商的市场竞争焦点。 1 i 宽带城域网兴起背景 找信心丛础i 5 施经过十儿年的建设，电话网的规模已步入t h = 界先进行列。 f 拽t2 0 0 0f i ：6 ，j 底，已建成光缆总长度1 0 0 多万公里，局川程控电话交换机总 f ：，：边lr 7 亿f j ，全国电话j 4 户总数1 2 7 亿户，全国电话酱及率选1 4 7 城 1 1j i u l 制f 及牢达剑3 2 1 ，川定电话、移动电话和有线电视网络规模分别居1 t ：界 吼2f i ，第： 化和第l 何。 r 警k 局川科控电话全国电话全国电话城市电话 交换机总容茸_ l j 户总数一粹及率普及率 i1 万公里1 8 7 亿fj1 2 7 亿户1 4 7 3 2 1 表卜l 我国信息基础设施发展状况( 2 0 0 0 年6 月) 陋前m 络经济的迅速崛起，各种应_ l i j 陆续的推出，“l l 土子商务”、“企业上 h ”、“政垧l ：网”、“智能化小区”等l ：程的启动，到目前“信息港”、“眦域网” - ：_ | 念n 。必起，政肘、学校、企事业单位雨i 川户，对丁i 数据业务的需求日蕊u l ： 豫。m ir q ，i l i 为、数据、图像等多； i l 体通信的需求，也曰黼增k ，提供宽带多 姒f 倒k 务，l 三成为网络运营商开拓市场的新的空间，宽带城域网成为信息商速 公i 【! f 址设的哐要部分。而目前的网络带宽已经不能满足人们对网络的需求，这 导致r 人们对宽带需求的增长。而现在的网络用户主要集中在城市中，城市= ! _ 北方交通人学硕十论文 f j 纾济发达、r 业产业区集中、人i z l 密集、覆盖地域紧凑、信息交流旺盛臀特 忆这儿耻义为宽带城域网的建设提供了沃十。” j 实i ：找【毒】城市的经济发达，各类商业川户及用户密集，既足传统话爵 川敬州, i k 务的l 二要消费集中地也是宽带业务需求将急剧增k 的地方。建设城 地h 、7 艾虮城l i j 信息化，无疑是全k 信息化的重点内容硐1 前期目标。 1 2 投资契机 m 滞以m 场需求的人背景r ，新i r 运营厂商同时看到了新的投资契机。 ( 1 ) 信息服务n r 场开放程度进一步加人 找l ：u 台电信管理条例，电信市场改革的步伐将加快，我国电信市 场，：i 成为r l ，外l u 信运营商和投资者竞争的焦点，更多的运营商将进入我国信 心j 】| ：务1 j 场。 ( 2 ) 建砹宽带城域网，开拓信息服务新空间 迎址宽，柑城域网、提供宽带业务、开发新业务和新应川，特别是可以为崩 、lj ，r 密集川户捉供话青、数据等宽带通信的一揽子解决方案，订助r 进 l j f 挖删滞n 客户群，f 拓信息服务市场新的发展空间，并可以获取较人利润。 ( ： ) 食面满足客户多层次的业务需求 业波觅“姚域商业网，可以在提供特色宽带业务的基础上，同时提供现仃 个i 钔l i k 片，全面满足客户多层次的业务需求，并进一步加强信息服务, l i + t j 汜f | 0j 忆 ( 4 ) 提供新的拓展手段 建发础，j 城域商业网，既可提高运营商的品牌平形象，也是各类商家提升 j j | 2 ，j 矗 i ；= 、捉升r 挥的热点。如房地产市场中的“宽频小区”、“宽带业务全i f i 川、”钟j 扎眦捉， 了商业小i 夏、商业人夏的档次，满足了h j 户需求，义- j 2 城域网的兴起 从一l i 执们十分u ，观的同报。 ( 5 ) 满足高速增艮的宽带业务需求 1 i ，埘r 国l ! | 选营商而言，宽带业务、数据业务市场止处丁成k 时朋， 川il ，j 叶j2 0 0 5 年，我国数据业务将i i 通信业务的4 0 。而宽带业务，特别是苍 j1 i 忖赶带、l k 务将高速发展。 ( 6 ) 谢带业务订了场将加速运营商格局的变化 随肃通信技术雨i 通信产业的发展，通信运营商将逐渐分为两类士体：承载 t - j 络延营商和业务提供商，即所谓c a r r i e r sc a r r i e r 和a s p ( a p p li c a t i o n 虮v ic eh o v i d e r ) “i 。现在我国的不少电信返营商，既是承载网络运营商，义 协l l ， 提供商。但将来为提高核心竞争力，它们将更专注于白己的核心业务。 i i f r m 络资泓 的运营商，通过带宽批发fj 领市场，而更多的业务提供商，将通 过抛供0 ：尉的业务，包括话音和更多的增值业务米实现市场定位。 ( 7 ) 竞争主体将多样化 随着宽带业务需求发展和渐在的巨额利润，更多的网络运营商平业务提供 mj i 目进入这领域。贝有丰富网络资源的中国电信和有线电视网，以及新兴 一 n 0 i u f i 运营问利业务提供商，将构成我国宽带业务市场的竞争主体，宽带城域 i ti l ，场f r j 竞争将更加激烈。 宽带城域网的建设将带米一种新的商业模式。“最后一公里”的宽带化为1 r 延f f 商们提供了一个进入通信市场的切入点，投资主体己从运营商扩展剑系统 q ：成商、膀地产商、i t 厂商以及风险投资商，宽带网的建设会引起新一轮的投 资热。 诚然，啦带城域网、尤其是接入网这个领域却不能不争，冈为准掌握了“最 北方交通人学硕士论文 j 】i公r i ! ”1 难便掌握了宝贵的川尸资源，准才能在未来的l 乜信竞争中获得主动 仪”j 以说，城域网建设是一场新的“罔地运动”，而这场“圈地运动”不仅仪 涉，史j w 远t f i d ，还涉及剑不同的政府部fj 、房地产商、i t 厂商、风险投资商等， 1 l l 这场“运动”十分火热。不论如何，通信热潮的最终目的烛为了使最终川 p 以虹1 史 f iz 旧价格享受剑通信服务，否则的话，看似轰轰烈烈的热潮，难免会 廿“一定的he j 性，冈此，在热潮面前，还应该多一些冷静思考。 心1 1 j 宽俯需要进行人规模的投资雨j 复杂的规划【：作，如何将宽带网在城1 1 i 、 t 垃成片、彤成面，提高城市信息化的程度将是一个牵涉到多层次、多部f j 、 乐州技术和崩业的题。宽带城域网建好之后如何运营、如何收同投资、如 竹朋? 刈j 这些未来的问题，却很少有人能够描绘清楚。本文在这方l 面作j ，一定 d 究手| l 探泔，) f 把这想法运j l j 剑实际的项目投资中。 4 设计原则和技术要求 2 设计原则和技术要求 2 ，l 设计踉鼬 瞅抓实阳：i 氍的网络建设需求和对网络需求的分析，有线电视宽带城域刚 i w 矬刚原| j ! | j 如r ： ( 1 ) 采川先进的网络技术：土要是在网络主干技术的选型上，既要能够满足当 1 1 “j j 川jn o j 话瞪，义能够满足多盘! l l 体传输的需求： ( 2 ) 良女r 的网络可靠性：主要体现在网络主干和网络主干交换机配置上能够避 纪i 州，l 敞障征关键的部分有冗余。城域网是一个营运网络，必须从网络设备、 h 络打i 扑结构、网络技术、路由协议的收敛上保证网络的稳定运行，以充分保 川，提供4 i 中断的服务： ( ： ) 良女f - l l j 网络可川性：在网络交换机的功能和性能方面，网络配置麻尽龉减 少州络瓶预，捉供先进的交换机雨高性能的路由配置； ( t ) 1 4 蚶的网络可扩展性：在网络带宽的扩展雨咬换端口数姑的扩展方面，具 “【匕较人n 0 灾活性；在网络技术的升级方面，遵循网络一【：业标准： ( 3 ) 良好的嘲络安全性：能够提供基于不同规则的虚拟网划分手段，并能够0 ： 刚络系统一 ，集成防火墙功能； ( n ) 良好n 0 网络可管理性和操作方便性： ( 7 ) * 趣t l ：城域瑚必须考虑到城市有线电视公众户的实际情况，以相麻的 j 拽受的价格| f i j 川，。提供不同接入服务的方法。 北方交通人学硕十论文 2 2 嘲络设计的技术要求 h 州r 述总体要求，在技术上必须提供相应的支持和保证。 1 ：。个卜司络以技术上定位为i p 优化的光学网络，以光纤为主要传输介质，以 乃1 一挺j j l l 信协议。j r 优化至少包括如f ) l 个要素： ( i ) 1 j f i 4 纳构n qi p 优化。网络体系结构以i p 为设计基础，体现在网络层的层 i ：化f 、系纳构，可以减少对传统传输体系的依赖； ( ! ) 踏l h 阱议的优化； f ) 包 发f r o i l ，f l 。适合人型、高速宽带网络和r 一代因特网的特祉，提供 ，：- 趔f * i 找平乜转发机制： ( 1 ) 带说优化。“：合理的q o s 控制r ，最人限度的利_ l j 光纤的带宽： ( jj 稳定性优化。最人限应的利川光传输在故障恢复方面快速切换的能力，快 虫恢丝h 络连接，避免路由表颤动引起的整网震荡，提供符合高速宽带网络要 求| 1 j 诘性平稳定性。1 ” 2 3 其体的技术要求 一 一 川f i 从“，忙性、q o s 、扩展性、网络互联、通信协议、网管与安全等方面论 噬城扛v i j 的技术要求。 2 3 1 可靠性和自愈能力 包m _ i j i i | l 儿余、模块冗余、设备冗余、路由冗余等要求。 【i ) f ：i i | 踹冗余 九1 - i 迎接具备可椎的线路冗余方式。建议采刚负载均衡的冗余方式，u | 】 嗵常址w 条连接均提供数据传输，并互为备份。土线路切换剑备份线路的 小l 脚小r “，以充分体现采j j 光纤技术的优越性。这种高速的网络白愈特性 6 殴计原则和技术要求 w j 以保小会引起1 p 路由的重新计算，不会引起业务的瞬间质鬣恶化，更不 会，j f 起、i k 务的一i ，断。 ( 2 ) 模块冗余 】要| 殳符( 上千设备垌i 业务汇聚点的核心设备) 的所有模块和环境部什麻凡 符i + i 或i ：n 热备份的功能，切换时间小t3 秒。所有模块具备热插拔的功能。 系统i 桥洲9 9 9 以上的可川性。 【 ) 设备0 c 余 捉供由阿台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。当其中一个改备冈 讯i i ：i ：们：时，j 卜一台没备白动接替其i ：作并且不引起其他竹点的路d j 表 - n w i i 玎，从而提高网络的稳定性。切换时间小丁3 秒，以保证人部分i p 戍川 小会班超时错误。 ( i ) 路由i l 余 川络的结构设计廊提供足够的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解决 川也州，数据流戍能寻找其他路径剑达目的地址。在一个足够复杂的网络环境 r hh 络连接发生变化时，路由表的收敛时间虑小丁3 0 秒。 k 2 3 2 拥塞控制与服务质量保障 钏寨控制利服务质培保障( q o s ) 是公众服务网的重要品质。由丁接入方式、 八速：簪、i , v j i j 方式、数据性质的丰富多样，网络的数据流域突发是不可避免 f i j ，此，h 络对拥塞的控制和对不同性质数据流的不同处理是十分巫要的。 ( i ) 、m 务分类 m 络驶桥麻支持6 8 种业务分类( c o s ) 。当川户终端不提供业势分类信息时， f t q 络波箭麻根据j j 户所在网段、应州类型、流量人小筹自动对业务进行分类。” ( 2 ) 接入述率控制 7 北方交通火学硕：e 论文 入小h 络的业务戍遵守其接入速率承诺。超过承诺速率的数据将被丢弃 二- j 、l _ i 低的优先级。 ( 队州机制 【仃先进n 1 队列机制进行拥塞控制，对不同等级的业务进行不同的处理， 也j 。、j 近的小州年丢包率的不同。 ( i ) 尤川洲寒控制 “仆q 络 u 观真止的 j h 塞时，瞬间人域的丢包会引起人量t c p 数据同时重发， 川m 络钏摩的牲度并引起网络的不稳定。网络设备应具备先进的技术，住网 j l _ j m 圳察f j i 就白动采取适当的措施，进行先期拥塞控制，避免瞬间人堵的丢 c ! j 地缘 ( j ) 饶j * ! j _ ! j ! 潲 刈# m 。婴的特殊戍刚，应可以采_ l j 保留带宽资源的方式保证其q o s 。 2 3 3 网络的扩展能力 州络的扩腱能力包括设备交换容龄的扩展能力、端口密度的扩展能力、_ 上 l i m 忧的扩腱，以及网络规模的扩展能力。 ( i ) 交换布 i ：控制 交换棒圳世只备在现有基础上继续扩充4 、8 倍容鲑的能力，以适应i p 类、l k 符急迎膨胀的现实。 ( ! ) 川i 崭q 扩展 砹衍的端i 】密度麻能满足网络扩容时设备间且联的需要。 ( ： ) 1 j 卜甜+ 兜 广j 醍 1 卜带斑腑具符4 8 倍共至更高的带宽扩展能力，以适应i p 类业务急述膨 川：n jj 吱。 改计原n , f l l 技术要求 ( 络 税模扩腱 h 络体系、路由协议的规戈q , ij 设备的c p u 路由处理能力，应能满足本f 6 9 络 ，憧过2 【】( 】个t 血规模的要求。 2 3 4 与其他网络的互联 t 1 ) 陇证，1 n i 、e r n e t 国内国际山口的无缝连接。 ( 2 ) 保证jj 现有c a t v 网络的无缝互联。 ( ： ) 保h l i ! ，城市t p 箨i s p 网络平n 人型企业网的无缝互联。 2 3 5 通信协议的支持 ( 1 ) 以支持t c i ，i p 协议为主，兼支持i p x 、d e c n e t 、a p p i 。e t a l k 笛协议。i 5 2 矫川训足供服务营运级别的网络通信软f l ；g l 网际操作系统， 【z ) 芰持l f i 、r i p v 2 、o s p f 、i g r p 、i s i s 等多种国际标准的路由协议。根据 城城m 规模n j 需求，通常需支持o s p f 雨ll s i s 跆由协议。然而，由7 - o s p f 协 议i h f e 赞c i l u 和内存，必须采取合理的区域划分和路由规划( 例如网址汇总筲) l 水f i ：i l t ! l - l _ 络的稳定性；麻提供适当的跆由规划的后备方案。 【 】史持。4 、i d r p 等标准的域间路由协议，保证与其他i p 网络的可靠马联。 ( j ) 蚓。m p l s 标准，提供与a t m 网络的无缝互联。” 2 3 6 网络管理与安全体系 c 1 ) 芷持枢个网络系统务种网络设备的统一网络管理。 ( 2 ) 史持l i l j ( 障管理、记帐管理、配置管理、性能管理雨i 安全管理五人功能。 ( ：j ) 史持系统级的管理，包括系统分析、系统规划等；支持基于策略的管理 刈策略的修政能够立即反鹿到所有相关设备中。 9 j 匕方交通人学硕十论文 q ? n 波备足持多级管理权限，支持r a d i u s 、t a c a c s + 等认证机制。 划j 曩企临控币控制机制，当发现存在安全渊洞和遭到攻击时，戍及时通 l i i i - j * 钙蹦! 人，外麻白动采取适当的措施予以保护。 0 宽带城域网的体系结构 3 宽带城域网的体系结构 宽带i i 城域网足以i p 交换为核心的网络，同时容纳传统业务。从地理范f 目 f ：l 目址覆需个或儿个相邻城市的网络，将居k 小区、商务中心、1 s p 、校l 刊网、 ；f 筲通过宽带网络加以联。从承载的业务上看有数据业务( 包括将通数据业 务剐v o l p 业务) 、传统语音业务、乃至视频业务。 从略体网* 结构上来讲，宽带i p 城域网应包括三层：【”1 图3 - 1 城域网体系结构幽 北方交通人学硕十论文 3 2 1 接入层 垃入止；f 口j 分岗p o p 和川户端之间对川户提供高速接入，包括数据高述 j 八 1 i f 0 统0 线接入。 t 入的方，成根据实际情况注重多样性，包括以太网方式接入、基丁锏线 n 0 拔i j 山接入、x d s l 方式接入；基丁：c a b l e 网络的h f c 方式接入：基j 无 “0l ，m i ) s 、扩频方式接入等等。 i l lj _ i p 、i k 务贝有突发性和快速增长性，对带宽要求十分巨人，冈此接入层 h 鞠刈。提“ir 匍盛数据接入端e l 。川户高速接入的成本是很重要的闪素，可 f j 的山案_ l ! = 采川低成本的以太网口，包括1 0 1 0 0 m b t 、i o o m f x 、g b e ，乃至 i o g b e 。卜f ，仃许多企业需要e 1 数据接入。对于t d m 等专线业务则需要e 1 、 e 3 、s t r m 一1 葛接口接入。接入层应能判断_ l i j 户业务类型，进行q o s 分类。这 1 d 能刈1 ；同、l l ，务提供不同质鼙的服务，充分提高网络带宽的利川率。 3 2 2 汇聚层 汀浆层化j _ 分局p o p 平汇接局p o p 之间，考虑剑城域网业务流走向的特 。i 帔业务流会住接入层平核心层间进行传送，很少在汇聚层内进行多阳交 此汇聚j ，；足负责对业务进行汇聚和高速传输。同时，汇聚层戍能支持多 叫络州扑绌构。 3 2 3 核心骨干层 幺心核心j ，；包含多个c o p o p 1 ，点。负责高速i p 业务交换和赢述专线业 7 殳 钯儿仃l ：o 弈斌的网络带宽。随着i p 业务的迅速发展，对带宽的要求越米 ”lj 、“m ：建世嘲络时在核心层采川c w d m 技术，提供高带宽。 m 啦盛、义卜，城城骨干层和汇聚层统称城域网；接八层侧重1 ：多种接入方 2 北方交通大学硕十论文 f ，、( j 业竖型】业蠼i ! l ! ! ! 盟堕女! ! ! ：! 螬) 等组织进行多厂商互通l ：作。 3 4 宽带i p 城域嘲使用的各种技术 范“：- i p 城域刚地一个基丁应川、能提供服务的网络，包括传统专线服务剃 行 _ 【| 1 扑i p 服务。按o s i 七层协议的规定，各功能层应完成相应的功能。作 山j 小i u 信服务，应含盖l 1 l 3 层功能。 总体而者，在城域网中使j l 的技术包括以i - u l , t ： 3 4 1 s d h 技术 s i ) i i 传输技术的戍川已经有1 0 多年的历史了，国内采j l i js d h 设备也已经是 吐1 0gc ( i ：j l l , i 问f 。s d t l 设备最甲是为传统运营商网络开发的人容螭光传送设备， ! l f 邀、，务咀衍音年山租电路为主。经过1 0 多年的不断改进，s d i i 从传输察罐、 、j 1 ，务；1 讹渊皮、恢复保护机制、网络管理、标准化筲各个方面均得到了极人的 ，? ，j 以说址功能齐全，性能可靠，其他任何技术都无法比拟的成熟技术。 s i ) i i 接1 速率可以从2 m b i t s 、1 5 5 m b i t s 、6 2 2 m b i t s 、2 5 0 b i t s 一直剑 l 一 1 i l 被j 1 泛接受的1 0 g b i t s ，种类齐全，特别是还可以级联席_ l ，适配1 ：符 f i i l 小州l j 的小同速率。 s i i i 的a i ) m 没钎具有交义连接矩阵，可以方便地在各个站点进行业务汇聚、 、m 务卜l 、务调度，提供了巨人的灵活性。s o i l 的o ) ( c 设备可以h j 丁枢纽竹点 几拌7 门、l k 务渊度平恢复保护。 s i ) l l “j 以支持点剑点、线形、环形和网状网等各种网络拓扑并具有多样化 川侠艇保护1 ) u l l 0 ，如s n c p 、m s s p r i n g 、动态光r o u t i n g 以及支持过环业务保护。 提刮的s d i t 已经1 e 常成熟，主要是因为与s d h 相关的国际标准和建议 l 纤川一完善，s d i i 相天的集成电路和器什已经相当成熟和谐遍，设备价格也闪 4 宽带城域网的体系结构 l 町人吣皮i 、降。一方面，由丁s d h 实实在在的优点另一方面，对丁k 期采 啦箭的惯性平山j ：长期经济紧张而造成的对价格的敏感性，保证了传统纯s t ) i f i t 矫独 i 栏火n 0 地位。 j 0 箭s i ) l l 具有以上所述的种种优点，但它也同样存在一些吲有的不足。随 f j 眦1 ，、j k 务为代表的新业务对传输需求的e 逑增艮，传统业务需求所1 1 l 的比例 、m 会4 i 断，s d i i 要求各种业务必须映射剑其特定帧结构的复杂且低效率的过 “，将会人人抵销它的其他优点，特别是在城域网中更是如此。 为了适应日懿增k 的i p 业务对带宽的需求，提高s d h 网络带宽的$ 9 1 j 率， 脱j i o s 技术雨e t h e r n e to v e rs o n e t 的技术。 3 4 2 i p e t h e r n e to v e rs d h j 1 ，o v e 1 s i ) i t 简称p o s ，以点剑点的方式提供从s t m l 剑s t m - - 6 4 共至更 尚n 1 传输述；簪。i o s 将i p 分组通过p p p 直接封装在s d h 帧中。e h e r n e to v e rs o n e t ( h i ，将e h e r n e t 帧通过p p p 封装到s d hv c 中。 m s 年e t h e r n e to v e rs o n e t 技术人人提高了s d hv c 的利州率，从而川】+ k。 淌址i 、i k 务对带宽的需求。但p o s 和e t h e r n e to v e rs o n e t 帧处理过程复杂， 1 j 越趔仆 分昂贵，特别是p o s 接口贵丁同速率a t m 接口，最多作为骨干路由 、门连接，小可能在城域网内人面积使_ l i j 。 3 4 3 粗波分复用技术( c w d m ) 虽然w d m 山现得比s d i t 晚，但其商川化的历史也已有6 7 年的历史了。也 l 经址1 r 常成熟的产鼎了。w d m 系统关键光学器什，如激光器、光放人器和光台 波7 分波器书：的性能指标不断完善，可以说技术已经相当成熟，而且能够人批生 ，| h 容易父剑，使w d m 设备价格相比于应用初期有了人幅度的降低，使w d m 北方交通人学硕十论文 j 札f 1 】“k 途1 线。导剑了 “泛的应。 f i i 仃人说，w d m 系统川丁- 城域网时相比于刚丁k 途网中，省再生中继器的 f 圮j i 厄泼发j ￥f 1 川，仪仪保留了提高光纤利_ l j 率的优点。实际不然。w d m 往城域 c 州卟i 川，实际i 二反而突山了它的一个在1 支途干线中无法体现的优点，即传输 矗1 i j 】肚。w d m 的透明传输与s d h 的透明传输有着本质的区别。s d h 的透明传输 址i ! 卜漱 输i ，务首先必须映射剑s d i i 所规定的帧结构中，然后s d l l 才能对其 世透l 州传输。而w d m 的透明传输可以直接对从不同设备山米的信号不进行述 ? 删j 鹕i i 构凋帮，卣接进行透明传输。在妖途干线中，由丁二传输距离k ，1 rs d i t j 厄“、进行光i u 光的再生中继，限制了传输距离，因此只好映射到s d i i 帧结 以牺牲1 输效率换取传输矩离。而在城域网中却止好相反，传输距离儿 、r 小j lu 题，l 减少信号转换，提高传输效率才是最重要的。闪此，w d m 最人的 碱，步j f j 转换，最人地提高了传输效率，而且给了蚪】户，特别是租 i j 波长晌 j j j 以最人的必活性。同时不同波长间的信号互不牵涉，每个波长都可以进 “n l 的炙i 。i j r 。 | | 订_ ；1 半越认为城域网中采_ i jw d m 技术的主要障碍是其相对较高的成本。其 “，帔域刚中n 0w d m 系统远1 r 像1 支途网中的w d m 系统那样复杂和昂贵。首先 ij 呲域l 叫- ，仉电距离一般小丁4 0 公里，系统主要由激光器及光耦合器利光合 j 成分；j 2 器等尤源器什构成，极少需要所有光器什中最昂贵的光放人器。此外， l 戚t q 的w i ) m 系统 1 r 与k 途干线中所使川的d w d b l 系统完全相同。其最人差别 * e 址w i ) m 系统波k 的密集程度有所不同。1 支途干线采的是d w d m 系统，波长问 啪股为i 0 0 ( ； i z ，而城域网中的w d m 波长或以少醋波艮构成的波带间隔部住 2 0 0 ( ；l l z 以l ：，1 1f 内就是为了可以采川较低指标且较便宜的光器什，使同样系统 j r 儿l i 砹桥价格可以有较人幅度的降低。 e l 刘带诧球不是特别人，要求设备简单灵活的情况一f ，现在义山现了一 6 宽带城域网的体系结构 j k 数 t i ：虹少( 一般在4 1 2 波) ，波艮间隔更人的c w d m ( 粗波分复4 j ) 。实 h 、1 这种c w d m 系统往往是和s d h 、r p t 等结合在一起的w d m ，或是在其 f 也垃衙i ：增加w d m 标准光口并配置w d m 合波份波器盘。它的最人特点就是 j 山常q ：成任其他设备内。而无需附加系统，简单、灵活和便宜。这种c w d m h j i 啦引力，适合r 中小h j 户和新运营商。 c w d m c o a r s e w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x 。粗波分复_ l | j 技术。是一种 近j - 城域h 的w d m 技术。 袱抓1 1 u 规定，c w d m 波长间隔2 0 0 g h z ，最多可提供1 6 个2 5 g 波k ，1 t u 埘j 七的波k 编号为： 2 1 ，2 3 ，2 5 ，2 7 ， 3 l ，3 3 ，3 5 ，3 7 ， 4 3 ，4 5 ，4 7 ，4 9 ， 5 3 ，5 5 。5 7 ， 5 9 c w i ) m 成本低廉，可在城域网内提供人量波k ，有效支持城域网的发展。 扫! 城域网内采_ l f jc w d m 技术的好处在丁： l 将复尔的光纤调度通过统一的平台进行管理，有利于提高网络运营效 率。 光层上提供u b s r 等保护机制，有利于网络的稳定 以较低的成本达到网络带宽的可升级性，满足具有突发性的i p 业务需 求，足一个兼顾成本和网络升级性的可行性方案。 3 4 4 千兆以太网技术( g e ) n ：局域网中j “泛戍埘，现在速率达千兆，不久将会山现l o g 以太网。与以 人i 州，快述以太网向f 兼容。基丁千兆以太网的l a y e r 2 交换设备具有有的埂 7 北方交通人学硕士论文 眠成小性。 【1 人i , _ 【h t 2 术及衍生的v l a n 技术是适州于岗域网的技术，如果人面积戍川 j j 她蚓t q ，j 1j 册风暴、没有严格o o s 分类、v l a ns p a n n i n gt r e e 倒换时间k 、 小乏扮线、j k 务问题很难解决。 3 4 5 动态i p 光纤传输技术( d p t ) j i ，j c i ，l 两端路由器、具有环保护功能。传输配置可以是光纤、d w d m 、 i 没矫。i 州提供空问复_ l j 机制，使带宽可以进行动态分配。d p t 和离端路山 ： ： ，i i ? ，可n 人删城域网骨干层和国家省骨干网中使用。 d i ，i 同i i , j j l 订厂家专有特性，没有设备时钟同步机制，不能支持传统专线 j | 锌。 3 4 6 异步转移模式( a t m ) 乐川信兀传输年交换技术，减少处理时延、保障服务质最，支持的端口从 ：1 、刚m l 、s t m 一4 剑s t m 1 6 。 k a i m 为数据网络带米了可靠的服务质越保障平| i 统计复州，但a t m 信令复杂， 逆 n 处州和带宽开销人。并且，现在城域数据交换越来越平i p 结合，如何将i p 芷慨驯 1 m 变 诞有效结合是一个发展方向。 j m ，儿, j z 所有的a t m 交换机厂商都支持m i ，l s 交换。 3 4 7 多协议标记交换技术( m p l s ) i s 将m 盯i l ：连接的i p 交换平| | l 2 面向连接的协议( 如a i m ) 很好的结合仡 ，也，从i f i i f f f i 决) a 1 mv c v t ，网状连接问题，同时解决了i p 层处理速度慢雨j 无 | 务顺泶内题。m p l s 可对网络流量走向优化，在m p l s 网络中，可轻松实 8 宽带城域网的体系结构 j i 避编龄! 。现在，m p l s 还处于协议标准化删。 3 4 8 弹性分组数据传送技术( r p t ) 种全新的、干兆i i ，直接o v e f 光纤的技术。由i e e e8 0 2 1 7 定义。 i 、披术吸收了干兆以太网的经济性，s d h 对延迟和抖动严格保障、可韶的 i i - t 利5 0 m s 环保护特性。r p t 采类似以太网的帧格式，结合m p l s 标记，基 。 m ( f ：3 i 述交换，简化i p 前传，同时具有第3 层路由功能。r p t 帧封装比p o s 更 尚化、哑灵i 一。i t p t 同时具有空间复_ l f j 机制。 j - cj jj 渺r 技术的设备可以承载具有突发性的i p 业务，同时支持传统语音传 送，址适川r 城域网汇聚层到接八层的技术。r p t 的目标主要集中在二个方面： 带斑效；棼、保护机制、简化业务的提供 1 、带宽效率 传统的s d h 网络中有5 0 的环带宽是冗余的，r p t 采用舣环结构传输控 制纯息和数j l i ：信息，同时仍然维持s d h a p s 类似的保护机制。通过在源1 ，点和 | i 的i ，点之m 的段上两个方向传输数据，实现空间复_ l l j 。目的：牡点从环上剁离 弘j 也1 1 一个包从环上被“剥离”时，它就不雨消耗环上的带宽，在f 游段 r 就川被它信息包自由使州。 2 、保护与恢复 r r , r 的门的是提供与s d ha p s 相似的5 0 m s 的保护倒换保证。正在考虑方 j ：“哪种， 娃“环同”( w r a p ) 方式，另一是将数据流“绕开”故障点。当“环 ”t t q ，锥近故障的住点将数据流“环同”到男一个环上( 如，内环数据流剑外 j ，迎过k 蹄径，允湃数据流维持与目的+ 点之间的迮接。“绕开”方式实陌、 | ：址通过政变路行，走长路径，将数据流传送到目的：1 y 点。也可以将两种方式 l 暇合起水使川，故障以外的忸点首先采j l | “环同”方式，然j i 亓在方便时才川“绕 j i 。厅式。 9 北方交通人学硕士论文 3 、m 化业锊提供 r prn 0 一个1 1 标就是分布接入，再加上快速保护和自动重新建立服务，为 队j 女扪八删删除l ，点提供即插即_ l j 的机制。r p t 也包括在一个环上兆享带觉的 也交j 鲤坎术，1 7 点知道环的j 容量。在传统的基于电路模j 驰f ，全网状连接需要 【) ( 1 1 1 j1 、，l 剑，j 、连接，而r p t 只需要一个与环的连接就行，人人简化了j ：作。 f 、，j i 水，r p i7 r 如r 特点： ( 1 一潮j q 川：一根光纤环可以分段传输数据。 ( 2j 舣环结+ ：两根光纤同时传输数据，使带宽提高两倍。 ( 3 ) ，h i 机制：所有协点对带宽具有同等的控制权，从而为带宽的统计复川提 似越f | 的保址。 ( 4 ) 统汁1 2j ij ：刚络带宽分段使川，且任意。1 ，点间富余的带宽可以铍其他i ，点 所f tj t j ，以成倍提高可川带宽。 ( 5 ) l j j 亿性：w 以提供比s d h 的自动保护倒换( a p s ) 更好的网络白愈功能 j 以住5 0 r e sl j 恢复i p 业务，不需要路由表的重新收敛。 1 6 ) i i 、i k 务映! j j ：可以直接映射和支持i p 包的优先级，直接支持i p 包的广播以 之腱他业务控制功能。 i 一 总n 0 术酏，r p t 适应人容鬣的城域网骨干层，适合负载分布为枢纽7 诅情况， 九r i 1 m i 叫络弈垃不人时，改备投资较高，r p t 在均匀分布的负载情况时s r p 7 、：放小。 4 ，r p 丁，它技术的比较 ”l j 坩占技术相比，最人的特点是具有l a n 的经济性，同时有j l 订i l f f l 9 1 _ i “讲爵j 送的手段、网络带宽可充分被利_ l | j ，同时简化i p 前传方式。 i ) r i tv ss d h s d i i 传输数据业务时，主要的不足之处在于：随着数据流人蛀增加，s d h j i 小址 济订妓的，_ 表现在：面向电路的静态带宽分配对数据包传输而言不地 2 0 宽带城域网的体系结构 “妓的：。：l ：作的、保护带宽资源被浪费；服务的提供很慢。 j 竹r p 3 ：保址语音传送的同时有效支持具有突发性的i p 业务，带宽可以统 砭川“j 提供人自 的高速以太网口。升提供不同等级的服务和基丁不同等级 的j 、州保护d 能，这是s d h 所不具备的：同时r p t 基于源路由倒换，而s d h j j ：复川段f * 护，在空间复川技术的支持_ 卜，基丁源路由的环保护倒换可”省 s d i 复川段保护倒换所经过的环同处的带宽。 s d h r c s u i c n p l c l e | 1 h n ，p o r t 空同基用t 岂乜甩时附皇阿重用 品量# 投时*矗藏锋曩时竹 罔f k m 琦拖同翻： p 5 功1 1 1 固定，寺雨肿蕾理开精可配i 的t 摩开柑 l 神点，环2 h 节点，环 磋带宽军量 帝膏越置用 ，。1 | 盘攥它- 时可璜圈直膏膏 所育业鼻o t 懔护基 ：f g - 十l t - l l 曲儡p 一种慑务龌可坫1 种置鼻存疆 呲务保护采用折回1 方式蠢格由儡p 业务喀血方向国定生鲁一由黑用代竹最 巨喀由 v c h 曩帚竟分翠 动蠢帝直分配 手工配t手工畦釉配置 什舟i u i- 基计蔓用 表3 1s d h 与r p t 比较 2 ) r p 、v s 干兆以太网 r p t 帧格式类似丁千兆以太网，r p t 端口具有千兆以太网端口的经济性。 似m 信令变换和传送机制上有本质的区别。酋先，以太网存在二点不足：扫描 f 小允许多1 ，点组成环形拓扑结构；提供保护很慢；用户或服务在2 层隔离 小他j + ，f 绒，通常需要m p l s 缄基于3 层的隔离。这样千兆以太网住可靠性、 j r 脞陀等，j 面不能满足人删服务性运营商网络的需求，其技术路线的核心为简 t 捉高f 输带宽和交换容姑，而在其他方面较少突破。千兆以太网技术的土 i ”j 辗性肢i 1 所谓的t r u n k 技术米提供，不能满足大e 4 营逛级l p 网络的要 2 北方交通人学硕十论文 j i 。川e 以太叫的v l a n 虽然实行了对圳户的隔离，但每个v l a n 具有不同的 s i p 例人f , t f l 3v l a n 维护耗费的网络处理资源。s i p 不具有负载均衡功能，f | j 川i 、殳新f 分缓慢。换言之，干兆以太网技术以其低价、简单的技术路线 嗵介j 川k 川il ：。 i n lr p 7 1 则“，和m p l s 相结合，可在公网上为川户提供具有可扩肥性的i p 呲务，l i 川义儿订干兆以太网的经济性：同时，r p t 通过一系列机制保证捉供 - 一”f i | | 、j 钟平她l l , l 、抖动保障，有效支持语音业务，这是千兆以太网技术所h ： i 簖n 0 。 3 ) r p tv sp o s r p l 、和p o s ( p a