贵州移动、广电宽带合作工程CMTS系统建议方案

贵州省移动、广电宽带合作工程 CMTS 系统建议方案 二一四年十月 内部资 料 注意保存 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 I 2014 年 10 月 /webmoney 正文目录 第一章 概述 1 1.1 宽带网络发展现状及趋势 1 1.2 宽带网络主要业务概述 1 1.2.1 新兴业务网络系统的定义 2 1.2.2 新 型业务的网络模型 2 1.3 思科在宽带网络方面的经验 3 1.3.1 具有 MPLS 能力的 IP 网络系统 3 1.3.2 增值业务 平台 3 1.3.3 宽带接入技术 4 第二章 CATV 网络设计总体原则 5 2.1 宽带业务对 CATV 网络设计原则的影响 5 2.1.1 网络的建设需要考虑未来业务的开展 5 2.1.2 接入共享，主干分离 的网络设计原则 6 2.2 建设营运级的宽带城域网 7 2.2.1 可靠性和自愈能力 8 2.2.2 拥塞控制与服务质量保障 9 2.2.3 网络的扩展能力以及与其他网络的互联 9 2.2.4 通信协议的支持 10 2.2.5 网络管理与安全体系 10 第三章 CATV 宽带城域网主干解决方案 11 3.1 宽带光纤城域 DWDM 解决方案 11 3.1.1 城域网 DWDM 技术的发展及特点 11 3.1.2 CATV 用户采用城域 DWDM 的优势 14 3.1.3 Cisco 城域 DWDM 实现方案 17 3.1.4 Cisco 城域 DWDM 方案的特点 18 3.2 DPT 城域网解决方案 19 3.2.1 DPT 技术分析 19 3.2.2 骨干层网络设计 22 3.2.3 网络汇聚层设计 23 第四章 CATV 宽带接入解决方案 24 4.1 Ethernet 接入方案 24 4.1.1 集团 /家庭用户的上网业务 24 4.1.2 以太用户的安全和控制 26 4.2 Cable 接入方案 29 4.2.1 网络概述 29 4.2.2 主要需要解决的问题 30 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 II 2014 年 10 月 /webmoney 第五章 CATV 业务的实现 34 5.1 业务的开展与分类 34 5.1.1 商业用户应用 虚拟专用网络 (VPN) 34 5.1.2 家庭用户应用 43 5.1.3 托管业务应用 45 5.2 用户业务管理方案描述 46 5.2.1 PPPoE/A 46 5.2.2 Web 界面注册 /DHCP 增强的管理方式 50 5.2.3 控制通道和数据通道分离的管理方式 54 5.3 Internet 互连方案说明 57 5.3.1 网络路由策略 57 5.3.2 Internet 出口设计 62 第六章 CATV 网络管理 64 6.1 网络管理平台设计建议 64 6.2 Cable 管理系统 66 6.2.1 Cisco Cable Manager 66 6.2.2 Cisco Cable Troubleshooter 69 6.2.3 Cisco Network Registrar 71 6.2.4 CSRC 73 6.3 CSM 概述 74 6.4 Cisco IP Manager (IP 管理器 ) 77 6.5 网络管理和业务管理 89 6.5.1 Cisco Info Center 89 6.5.2 Cisco VPN Solution Center 93 第七章 CATV 系统实例建议方案 104 7.1 小型 CATV 系统配置（贵阳广电 CMTS 系统初期配置） 104 7.1.1 系统规模说明 104 7.1.2 方案说明 104 7.2 大中型 CATV 系统配置 106 7.2.1 系统规模说明 106 7.2.2 方案说明 107 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 III 2014 年 10 月 /webmoney 图目录 图 2-1 “接入共享，骨干分离”的网络拓扑示例图 . 6 图 2-2 汇聚节点结构设计示例图 . 7 图 2-1 SRP 工作原理示例图 . 20 图 3-1 DPT 接入网络示例图 . 23 图 5-1 小区用户 VoIP 业务示例图 . 41 图 5-2 集团用户 VoIP 业务 -PBX 接入 . 41 图 5-3 集团用户 VoIP 业务 -IP Phone 接入 . 42 图 6-1 网管中心设计方案一 . 65 图 6-2 网管中心设计方案二 . 66 图 6-3 Info Center 的结构 . 90 图 6-4 Info Center OverView. 91 图 6-5 IP VPN Solutuion Center 的体系结构 . 94 图 6-6 利用 NetFlow 进行 VPN 的业务量统计 . 97 图 6-7 IP VPN Solution Center 利用 RTR 进行 SLA 监视 . 100 图 7-1 CMTS 网络结构图 . 106 图 7-2 CATV 宽带网络结构图 . 107 图 7-3 CATV 宽带网络核心层结构图 . 108 图 7-4 CATV 宽带网络汇聚层结构图 . 108 图 7-5 CATV 宽带网络接入层结构图 . 109 图 7-6 CATV 大型宽带网络拓扑结构 图 . 110 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 1 2014 年 10 月 /webmoney 第一章 概述 1.1 宽带网络发展现状及趋势 Internet 的网络发展已使通信领域发生了巨大的变化。一方面传统的电信语音业务的发展势头减缓，业务种类单一；另一方面，随着网络应用的不断延伸，宽带数据业务迅猛发展，业务种类层出不穷，给各类电信运营商提供了巨大的机会。因此，数据业务的增长和发展仍将是竞争的焦点。 对电信运营商来讲，数据业务的网络基础是宽带网络结构。在国内，各类新型电信运营商都在纷纷建立自己的宽带网络基础设施以抢占宽带数据业务的市场 ，传统运营商也纷纷构建自己的宽带网络结构。特别是当前宽带信息网络建设已列为国家重点发展方向，宽带网络建设更是如火如荼。 带宽始终是宽带网络建设所关心的重点。一方面宽带接入的迅猛发展要求有高的网络主干带宽，另一方面，随着传输技术的不断演进，高带宽的价格越来越低，使开展宽带接入商业运营成为可能。目前，国内的电信运营商分别有着自己不同的网络基础设施的现状，有的运营商已经拥有自己的 SDH 和光纤网络，有的则通过租赁或新建自己的 SDH 或是光纤网络结构来构建宽带网络基础设施。这些运营商所建的宽带网络主干大多在 10GB 或更高的带宽以上。 从传输技术的发展来看，始终围绕着如何提高网络带宽的利用率和增加网络带宽的承载。光纤传输的技术的发展，使得构筑更高级别的宽带网络成为可能。POS、 DPT、 DWDM 技术的发展为电信运营商的网络建设提供了多种类型的解决方案。特别是 DPT 和 DWDM 技术与 IP 技术的结合，使得宽带传输技术的发展和宽带网络应用有了紧密结合的接口。 IP over Optical 和 IP Optical的技术将会广泛应用在宽带网络的建设中。 1.2 宽带网络主要业务概述 宽带网络的业务主要是指数据业务。新型的数据业务和传 统的业务有不同的特点，主要体现在如下方面： 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 2 2014 年 10 月 /webmoney 1.2.1 新兴业务网络系统的定义 传统的电信运营商用有大量的基于 TDM 电路的网络，饱受诸般苦恼，如：64k 窄带接入的限制、复杂的遗留下来的操作环境、漫长的电路提供周期和业务提供周期。许多新兴的运营商选择了 IP 网络系统来和传统运营商竞争。然而，要成功，新兴运营商在建立新的 IP 网络体系时必须明确以下几个目标： 服务质量 Internet 的设计思想是 尽力而为 、 最小传输成本 ，而且 IP 网络通常被认为不能提供可靠的有质量保证的服务。 但是，利用新的 IP 技术，运营 商可以通过流量测量工具，流量工程设计和操作的处理来保证服务质量，并因此可以仔细的设计服务级别方案 (SLA)。服务质量通常通过 SLA 来衡量，定义了差错率、延迟、平均修复周期和服务可用性等。 广泛的业务覆盖范围 在中国将市场开放给外国竞争者之前，国内的运营商还有一段时间来扩大他们的业务覆盖面。这样，在不同时期，多种接入技术会有选择性的被使用。 快速的业务生成能力 由于技术的发展或用户的需求将诱发大量的在 IP 网络基础上的新业务。因此，运营商需要一个简单、集成化的业务平台以快速生成业务。 1.2.2 新型 业务的网络模型 由于未来绝大部分的新业务和应用将基于 IP 技术，具备流量工程能力和QOS 管理的 MPLS 技术将是用于构建业务平台的关键技术，以支持 VPN 业务和传统网络技术如： FR、 ATM 和 SNA。新的网络系统将以 IP/MPLS 为基础，支持新兴的和传统的业务，并且提供强大的操作支持系统。 一旦 DWDM 体系一段一段地建立起来以适应带宽的需要，整个网络系统将与 DWDM 的传输段结合起来成为一个强健的可路由光网络，从而提供自恢复和吉比特光网络业务。宽带网络的新型数据业务主要有以下内容： 1, 商业用户： VPN 业务，高 速上网业务，电子商务 业务，电子教育业务等贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 3 2014 年 10 月 /webmoney 等。 2, 个人用户：高速上网业务，电子娱乐业务和电子 教育业务等等。 1.3 思科在宽带网络方面的经验 众所周知， Cisco 在 IP 建设方面有一些长处。其实 Cisco 在宽带网络建设方面也有自己的独到之处。 Cisco 倡导的 DPT 光纤传输技术很好地将 IP 和 optical传输结合在一起， DPT 目前已经成为业界标准。在 DWDM 传输技术方面， Cisco也有自己的建树，以 Metro 光传输系列产品可以为运营商带来端到端的 IPoptical 的解决方案。从宽带网络业务开展和业务管理角度 来看， Cisco 也可以为运营商提供一系列的网络计费和网络管理的解决方案，使得运营商能够实现端到端的业务解决方案。 Cisco 公司在宽带网络的经验还体现在下列关键技术上面： 1.3.1 具有 MPLS 能力的 IP 网络系统 Cisco 开发了许多具有 MPLS 能力的路由器以利用流量工程功能保证网络的效率和服务质量、提供 QOS 管理和第三层 VPN 业务。 IP/MPLS 网络成功的关键有赖于 MBGP 的可伸缩性，而这正是大型可伸缩的 Internet 交换路由信息的基本要素。 80%的 Internet 网络是建立于 Cisco 的路由器上的；换句话说， Cisco 是唯一能够将 IP/MPLS 网络做得最好的公司。 IP/MPLS 是在中国市场下一轮的竞争中获胜的关键技术。 Cisco 12000 系列提供了最佳的电信级质量和可靠性，是构筑 IP 骨干网的基石。而提供大量中、低速接口的 中程 路由器可用作边缘设备。 1.3.2 增值业务平台 在未来，大部分的新业务会建立在 IP 网络之上。因此， Cisco 在 IOS 内提供了许多基本的功能以实现新的 IP 业务的创建。 CiscoIOS 运行于众多的平台之上，比如路由器和接入设备等。除 CiscoIOS 功能外，还有另外一些业务节点功能提供进一步的业务支持 。新的业务可分为： 基本的、传统的传输业务： Cisco 提供拨号接入的 功能， VPDN，传统贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 4 2014 年 10 月 /webmoney 的传输业务：帧中继、 AAL-5/ ATM、 SNA、租用线的替代业务等，这些都通过IP/ MPLS 网络实现。 智能的 VoIP 业务： Cisco 可以从提供基本的 VoIP 预 付费业务和一步拨号业务开始。随着业务节点的增 加，信令和呼叫控制的完善，许多现有 PSTN业务、 智能网和呼叫中心的功能都可以在 IP 的网络系统上 实现。 新的增值业务：许多创造性的业务已经或正要被结 合在一起，如信息的通用访问、 Internet 呼叫等待， 多媒体呼叫中心等。 1.3.3 宽带接入技术 所有那些新兴的接入技术，如拨号、 VPDN、 Cable、 XDSL、 MMDS、 LMDS 和 GPRS，都是构成 Cisco 业务体系的重要部分。 Cisco 系统方案还包括客户端的多业务接入设备 ,多业务 至少将包括语音和数据的处理。 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 5 2014 年 10 月 /webmoney 第二章 CATV 网络设计总体原则 2.1 宽带业务对 CATV网络设计原则的影响 2.1.1 网络的建设需要考虑未来业务的开展 CATV 作为新的网络营运商，要取得营运成功，获得营运收入，关键在于发展用户，提供多种网络业务，用户是基础，业务是关键，二者既相互制约，又 相互促进。因为提供多种网络业务，有助于吸引用户，发展用户。但是要提供多种网络业务特别是增值业务，需要更多的设备、人员投入，没有足够的用户群，则不足于支撑这一投入；相反，发展用户，获得营运收入，有助于营运商增强营运信心，增加设备、人员投入，从而向用户提供多种网络业务，但发展用户到一定程度，没有多种网络业务的支撑，就不足于吸引更多用户的加入。我们认为，在目前网络应用及用户需求均处于初级阶段的时候， CATV 应将发展用户列为优先考虑因素，建设好数据骨干网，并重点发展最后一公里的用户接入网，在网络营运形成初步规模后 ，发展和完善网络增值业务（如 VOD， VOIP， IDC 等），之后再发展成为既是 ISP（网络服务提供商）又是 ICP（网络内容提供商）的网络营运商。 对于 CATV 来讲，拥有覆盖城镇范围内的光纤是一极大的资源优势。 CATV可以将光纤出租给缺乏光纤等物理传输介质的网络运营商如联通、企事业机构如银行和公安等。甚至可以通过建设城域 DWDM 系统，既承载 CATV 数据网络，又可出租虚拟光纤 (光波长 )，充分发挥光纤的大容量传输能力。 DWDM 系统具有光路快速愈合保护 (1ms 内 )功能，又具有 FiberChannel、 ESCON、 FSCON 等专用于大型主机（如 IBM）、大型存储设备容灾保护的接口，特别适合银行系统、ICP 等租用。 在 IP 网上提供话音业务将是企业用户和个人用户得到廉价话音服务的最佳途径。 CATV 可与移动公司等具有市话号码资源的运营商合作，开展 IP 长途和市话业务，通过话费拆帐和座机费获得收入。 数据网（ IP 网）和 DTV 配合而产生的互动电视以及由此而产生的增殖业贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 6 2014 年 10 月 /webmoney 务如 VOD、电视购物甚至 T-commerce（电视商务）将具有非常光明的发展前景，并且对于 CATV 来说具有独特或垄断的发展优势。但是，互动电视的发展取决于HFC 双向改造、 DTV 及具双向功能 STB 的价格等因素，尚需较长的一段时间。 2.1.2 接入共享，主干分离 的网络设计原则 我们经过大量分析，发现广电数据网络的绝大多数流量均为 IP 流量，用户对象分别为集团以及家庭用户。为了充分发掘业务的深度，细化业务，我们采用了接入共享，主干分离的设计思想。小区用户和企业用户用户的数据可能从同一台设备接入，但马上就流入不同的网络主干，由此来区别对待小区用户和企业用户的业务特点。小区用户的上网高峰时间是晚上，企业用户的上网高峰时间是白天，如果主干和接入都在一起，万一网络需要调试、软件需要升 级、设备需要维护都会导致全网用户无法上网。因此通过分别给小区用户和企业用户一个不同的主干传输通道和网络设备，就可以分时段对网络进行维护，有利于减少停机时间，保证服务的可用性。 CISCO 对所有新建网络的广电客户都建议这个设计思想，可以方便网络管理维护以及业务的开展。 通过设立一个专门为大用户和精细业务服务的骨干，不仅可以保障这些用户和业务的质量，而且也为将来的应用预留了一个传输平台。每个小区家庭都可能会有 IP 电话机、机顶盒、 PC、网络家电等等，为这些应用保留一个带宽足够的传输平台，可以在规划小区用户的应用 时有一个测试和实际运营的环境，通过大用户业务平台上的 MPLS，不仅可以实现用户或业务的闭合，还可以使用流量工程预留带宽。 图 2-1 “接入共享，骨干分离”的网络拓扑示例图 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 7 2014 年 10 月 /webmoney 一般，我们可以考虑采用 DPT 作为精细业务主干，为企业用户服务；同时，采用 GE 作为粗 放业务主干，为家庭用户服务。 同时在具体的汇聚节点设计中，可以考虑采用如下的结构： 图 2-2 汇聚节点结构设计 示例图 在此， 2950/3550/3750 负责企业用户以及信息化小区用户的接入， uBR7246/ 7114 负责 Cable Modem 用户的接入， 通过 Catalyst 4500/6500 交换机汇聚。在汇聚节点上，可以采用不同的方式将两类不同用户的流量进行分离。企业用户通过 7400/7200/10008 进入 DPT 主干完成 MPLS VPN 的接入，而个人用户通过4500/3550 进入以太网主干完成 Internet 接入，从而最终实现“接入共享，骨干分离”的网络设想。 2.2 建设营运级的宽带城域网 宽带 IP 城域网在总体上首先需满足先进性、普遍性、统一性、可扩充性、安全性及可管理性原则： 先进性：宽带 IP 网计划采用世界先进的太比特 IP 线速路由器交换机，能与 ATM/SDH 宽带传输交换 平台充分互联，能够承载和交换各种信息并将其接 入公众用户。 普遍性：宽带 IP 网必须考虑到用户的实际情况，以 相应的可接受的价贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 8 2014 年 10 月 /webmoney 格向用户提供不同接入服务的方 法。 统一性：宽带 IP 网必须遵循有线电视宽带 IP 网建设方案及规划，科学地统一建设。 可扩充性：宽带 IP 网必须随着需求的变化，充分留 有扩充余地。 安全性及可管理性：建设有线电视宽带 IP 网， 应注意保证整个系统的可管理性和整个系统的安全 性、可靠性。 在满足上述一般网络设计要求的基础上，有线电视宽 带 IP 网作为最新的营运级宽带 IP 网还需要满足营运级的可靠性、 QoS、扩展性、网络互联、通信协议、网管与安全等方面的要求，下面分节详细描述。 2.2.1 可靠性和自愈能力 链路冗余 在主干连接 (主干设备之间及其与汇接设备之间的连接 )具备可靠的线路冗余方式。建议采用负载均衡的冗余方式，即通常情况下两条连接均提供数据传输，并互为备份。主线路切换到备份线路的时间应小于 50ms,以充分体现采用光纤技术的优越性。这种高速的网络自愈特性应可以保证不会引起 IP 路由的重新计算，不会引起业务的瞬间质量恶化，更不会引起业务的中断。需要提出 的是，在 Cisco城域 DWDM 网络中，可以实现 1ms 的保护切换，从而完成网络的高速自愈。 模块冗余 主要设备 (主干设备和业务汇聚点的核心设备 )的所有模块和环境部件应具备 1+1 或 1： N热备份的功能，切换时间小于 3 秒。所有模块具备热插拔的功能。系统具备 99.999%以上的可用性。 设备冗余 提供由两台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。当其中一个设备因故障停止工作时，另一台设备自动接替其工作，并且不引起其他节点的路由表重新计算，从而提高网络的稳定性。切换时间小于 3 秒，以保证大部分 IP 应用不会出现超时错 误。 路由冗余 网络的结构设计应提供足够的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解决问贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 9 2014 年 10 月 /webmoney 题时，数据流应能寻找其他路径到达目的地址。在一个足够复杂的网络环境中，网络连接发生变化时，路由表的收敛时间应小于 30秒。 2.2.2 拥塞控制与服务质量保障 拥塞控制和服务质量保障 (QoS)是公众服务网的重要品质。由于接入方式、接入速率、应用方式、数据性质的丰富多样，网络的数据流量突发是不可避免的，因此，网络对拥塞的控制和对不同性质数据流的不同处理是十分重要的。 业务分类 网络设备应支持 68 种业务分类 (COS)。当用户终端不提供 业务分类信息时，网络设备应根据用户所在网段、应用类型、流量大小等自动对业务进行分类。 接入速率控制 接入本网络的业务应遵守其接入速率承诺。超过承诺速率的数据将被丢弃或标以最低的优先级。 队列机制 具有先进的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，包括时延的不同和丢包率的不同。 先期拥塞控制 当网络出现真正的拥塞时，瞬间大量的丢包会引起大量 TCP 数据同时重发，加剧网络拥塞的程度并引起网络的不稳定。网络设备应具备先进的技术，在网路出现拥塞前就自动采取适当的措施，进行先期拥塞控制，避免瞬 间大量的丢包现象。 资源预留 对非常重要的特殊应用，应可以采用保留带宽资源的方式保证其 QoS。 2.2.3 网络的扩展能力以及与其他网络的互联 网络的扩展能力包括设备交换容量的扩展能力、端口密度的扩展能力、主干带宽的扩展，以及网络规模的扩展能力。 交换容量扩展 交换容量应具备在现有基础上继续扩充 48 倍容量的能力，以适应 IP 类业贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 10 2014 年 10 月 /webmoney 务急速膨胀的现实。 端口密度扩展 设备的端口密度应能满足网络扩容时设备间互联的需要。 主干带宽扩展 主干带宽应具备 48 倍甚至更高的带宽扩展能力，以适应 IP 类业务急速膨胀的现实。 网络规模扩展 网络体系、路由协议的规划和设备的 CPU 路由处理能力，应能满足本网络超过 100 个节点规模的要求。 2.2.4 通信协议的支持 以支持 TCP/IP 协议为主，兼支持 IPX、 DECNET、 APPLE-TALK 等协议。设备商应提供服务营运级别的网络通信软件和网际操作系统。 支持 RIP、 RIPv2、 OSPF、 IGRP、 IS-IS 等多种国际标准的路由协议。根据本网规模的需求，必须支持 OSPF 和 IS-IS 路由协议。然而，由于 OSPF 协议非常耗费 CPU 和内存，而一般 ISP 网络十分庞大复杂，必须采取合理的区域划分和路由规划 (例如网址汇总等 )来保证网络的稳定性；应提供适当的路由规划的后备方案。我们建议采用 IS-IS 作为 IGP 路由协议。 支持 BGP-4 等标准的域间路由协议 ,保证与其他 IP 网络的可靠互联。 2.2.5 网络管理与安全体系 支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。 支持故障管理、记帐管理、配置管理、性能管理和安全管理五大功能。 支持系统级的管理，包括系统分析、系统规划等；支持基于策略的管理，对策略的修改能够立即反应到所有相关设备中。 网络设备支持多级管理权限，支持 RADIUS、 TACACS+等认证机制。 支持安全监控和控制机制，当发现存在安全漏洞和遭到攻击时，应及时通知网络管理人员，并应自动采取适当的措施予以保护。 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 11 2014 年 10 月 /webmoney 第三章 CATV 宽带城域网主干解决方案 3.1 宽带光纤城域 DWDM解决方案 3.1.1 城域网 DWDM 技术的发展及特点 在网络建设当中， DWDM 比传统光纤系统提供许多好处。它通过创建将每一个光纤转换成多个光纤的虚拟光纤，最大限度地减少光纤使用。 DWDM 提供更大的可伸缩性 ,并延长了非再生距离限制。 长途 DWDM 技术非常适合使用点到点或环拓扑的长途运营商。实现无需电再生的长距传输，大大提高了承运商扩展容量的能力 ,同时留出备份带宽，而无需部署新光纤。而城域网 DWDM 技术实现在充分利用光纤资源的基本要求外 ,提供光波长自愈环，和灵活的组网能力 ,以及丰富的网络接口。 随着技术的进展和业务的发展， WDM 技术正从长途传输领域向城域网领域扩展，当然，这种扩展不是直截了当的，需要针对城域网的特定环境进行改造。适用于城域领域的 WDM 系统称为城域网 WDM 系统，其主要特点和要求可以归结如下： （ 1）低成本是城域网 WDM 系统最重要的特点，由于城域网范围传输距离通常不超过 100km，因而长途网必须用的外调制器和光放大器可以不必使用。由于没有光放大器，也就不需要任何形式的通路均衡，从而减少了分波器和合波器的复杂性，容许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光元器件，使系统成本大幅度下降。 （ 2）城域网 WDM 系统容许网络运营者提供透明的以波长为基础的业务。这样用户可以灵活地传送任何格式的信号而不必受限于 SDH 的结构和格式。特别是对于应用在城域网边缘的系统，直接与用户接口，因而要求其光接口可以自动接收和适应从 100Mb/s 到 2.5Gb/s 范围的所有信号，包括 SDH， ATM， IP，ESCON， FDDI，千兆比以太网和光纤通路等。相比较而 言，长途 DWDM 产品通常只能提供 622Mbps, 2.5Gbps 和 10Gbps 接口。 （ 3）城域网 DWDM 系统具有丰富的组网能力。除了能够实现长途 DWDM贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 12 2014 年 10 月 /webmoney 系统已具备的点对点、链形总线组网能力外，城域网 DWDM 系统还能组成光通道 (波长 )自愈环 ,以提高网络的安全性和可靠性，尤其是可以为城域网中的数据业务（ ATM， IP）提供基于光线路的高速倒换保护。 （ 4）城域网 DWDM 系统应具备强大的 OADM 能力。能够提供网络中节点任意数量的波长分 /插复用（ OADM）能力，以满足动态调度业务的需求。 （ 5）城域网 DWDM 系统应能够灵活升级。能够从网络结构、网络管理、端口选择与设置等方面支持多种业务的灵活的调度，并且设备结构简洁，模块化性强，便于维护管理和系统在线扩容。 密集波分复用 (DWDM)概览 DWDM 是一种增加现有光纤基础设施承运容量的技术，消除了安装新光纤电缆的高额成本。服务供应商目前使用的大多数高速主干网都包括以每秒 2.5 GB或 10 Gbps 运行的光纤链路。 DWDM 为利用现有安装光纤获得增加带宽提供一个可伸缩的解决方案。 DWDM 以不同波长同时传输多个信号，允许用户就象使用多个光纤一样使用一个光纤。这种传 输方式创造了被称为虚拟光纤的东西。传送的每一个信号可以采用不同的速率，但是能够使用相同的物理光纤电缆。 DWDM 组件 基本 DWDM 系统包括下列组件：精确波长光纤发射器 (激光 )、光纤复用器和反复用器以及宽带光纤接收器。 DWDM 系统的可选组件包括光纤分插复用器(OADM)和光纤放大器。 1.光纤发射器和转发器 DWDM 系统的光纤发射器为高分辨率精确窄带激光。这类激光器允许紧密的信道间隔，增加了可以用在 1500 nm频带中的波长数量，同时最大限度地减少了信号减损 (例如耗散 )的影响。光纤发射器最大限度地减少了 功率损耗，允许远程发射，并提供高度的信号完整性。这些激光器允许使用光纤放大器，提高了延长距离的信号强度，与采用电子放大器相反，消除了重新生成各个光纤信号的需求。大多数激光器系统的设计带有遵循 ITU-T 的波长频率，能够实现简化的互操作性和更加简单的组件选择。 发射器的一个主要组件是转发器，它通过光 -电 -光 (OEO)转换将宽带光纤信号转换成特定的波长。转发器或波长转换器是 DWDM 系统的可选设备，提供光贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 13 2014 年 10 月 /webmoney 纤波长向精确窄带波长的转换。这种转换能使路由器、 ATM 交换机或其他没有配备精确窄带激光器的设备复用到单一光纤上 。 2.光纤放大器 光纤放大器用于增强光纤信号，以便最大限度地减少源自通过光纤发送光脉冲的功率损耗和衰减的影响。光纤放大器技术是启动 DWDM 高速、高容量传输的关键。光纤放大器技术是长途 DWDM 系统商业成功的关键。但是，由于城市和地区网络中的距离较短，光纤放大器并非总是部署在这些网络中。 在光纤放大器出现之前，必须以电子方式重新生成每一个信号。当以电子方式重新生成一个光纤信号时，信号首先必须转换为电子信号、放大然后在被重新发射前转换回光信号。电子再生要求每一个光纤上的每一个波长拥有一个独立的再生器，而单 个光纤放大器能够放大一个光纤上的所有波长。 最常见的光纤放大器是掺铒光纤放大器 (EDFA)。传统 EDFA 在 1530 至 1560 nm 范围内运行。 3.光纤复用器和反复用器 光纤复用器将不同波长的发射信号复用到一个光纤中。光纤反复用器在接收端将结合信号分离成它们的组件波长。薄胶片介质过滤器和光栅就是复用器 /反复用器类型的例子。 DWDM 复用器一般为被动设备，这意味着它们不需要电子输入。这些被动复用器就象高精度棱镜一样，分离 DWDM 信号的不同色彩。 4.光纤接收器 光纤接收器检测进入光波信号，并将它们转换 成适当的信号，以供接收设备处理。光纤接收器通常为宽带设备，能够通过范围较宽的波长检测光。检测这种宽范围波长的能力允许单一接收器接收 1300 至 1550 nm范围内的任何波长。 5.OADM OADM 可以部署在 DWDM 系统或网络中，增加信号复用的灵活性。 OADM允许您从一个密集波分复用的光纤插入或截取信道。 OADM 被安装一个多波长光纤中，允许特定波长从光纤取出和插入，同时能使所有波长通过。作为增加OADM 过滤器的结果，通过的波长将经历很小的信号衰减。 DWDM 应用 DWDM 比传统光纤系统提供许多好处。它 通过创建将每一个光纤转换成多贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 14 2014 年 10 月 /webmoney 个光纤的虚拟光纤，最大限度地减少光纤使用。 DWDM 提供更大的可伸缩性，并延长了非再生距离限制。它还与位速率和协议不相关。所有这些好处转变成许多新应用。本部分将介绍一些可能的应用。 1. 长途 DWDM 技术 非常适合使用点到点或环拓扑的长途承运商。拥有 16 个或更多传输通道 (过去通常为一个 )大大提高了承运商扩展容量的能力，同时留出备份带宽，而无需部署新光纤。 DWDM 技术一直被长途承运商广泛使用，它允许利用现有的光纤基础设施来满足不断增加的带宽需求。专为长途网络设计的 DWDM 系统 能够在单一光纤上提供超过 32 个波长。 2.自治愈环 自治愈环的开发取决于 DWDM 提供的大量容量。自治愈环一般安装在最尖端的电信网络中。通过使用 DWDM，电信网络公司可以建设一个每秒 40 GB 的环，带有 16 个独立的全保护信号。所有这些都能够使用 2 个光纤完成。 DWDM 技术不影响自治愈环技术的部署，而且对在 OCN 信号顶部运行的协议透明。 DWDM 系统提供多个波长，能够用于 SONET/SDH 系统的工作或保护通道。这些波长还可以用于未保护的光纤信号，例如许多路由器或 ATM 设备上的光纤信号。 3.网络扩展 对 于建立或扩展其网络的公司来说， DWDM 是为现有基础设施提供未来保护的一个经济途径。 DWDM 允许增量容量增加和简单地实施新设备。在工业基础迅速扩展的一些地区， DWDM 是满足不断增加的需求的一种途径，无需铺设新光纤。 3.1.2 CATV 用户采用城域 DWDM 的优势 由于广电传统的电视信号广播方式（很多广电采用 SDH 广播电视节目， SDH是环形的）和工程成本原因，大部分广电的主干光纤是环形的，并且芯数不足，环形结构光纤的最大弊端是一旦光纤管道因为某种原因发生断裂，所有此一方向的光纤全部断裂，对网络来说，要保证数据链路的稳定性， 对环上的每个节点来贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 15 2014 年 10 月 /webmoney 说，它到中心节点必须具有双连接。但由于在同一管道内的光纤全部断裂，整个网络需要重新收敛路由， IP 网中，全网收敛的时间根据路由协议的不同而不同，对于链路状态协议类的 OSPF 或 ISIS，收敛时间即使经过仔细的参数设置，依然不可避免地，需要 5 秒左右（ 4 秒的 3 个 HELLO 间隔时间，半秒 SPF 计算等待时间， 1 秒链路信息公告分发等待时间）的时间，如果不经过参数优化，所需的时间更会是 40 秒左右。对于光纤环上的分布节点，如果实现了每个包负载均衡，实现线路切换的时间比全网收敛时间要小，一般在 5 秒以内，最少的 可在 1 秒以内（取决于路由 CACHE 的刷新时间，所有的第 3 层设备转发数据是首先根据路由 CACHE 进行，而不是统统直接根据路由表进行。），此间丢失的数据包不多，对 TCP 应用如 HTTP、 FTP、 TELNET、 SMTP 等问题不大，对于 UDP 应用如VOIP、视频等会导致失声、滑帧跳步等情形；如果实现了每个目的地址负载均衡，那么，实现线路切换的时间就是链路收敛时间 +CACHE 刷新时间，绝对大于 5 秒（链路收敛可以经过仔细调试参数获得，但 CACHE 的刷新时间不可能真正实时，否则就失去 CACHE 的意义，一般 CACHE 刷新时间 需要 5 秒，很有可能在此期间，路由表中已经消失的表项会出现在 CACHE 中。）此时，发往某个目的地的数据包全部丢失， VOIP 与视频应用全部停顿！ 由此可见，通过 IP 路由协议来实现快速收敛，是不可能在毫秒级的，即使分布节点路由收敛时间可以在 1 秒级，全网的路由收敛时间也一定大于 5 秒，此间，数据包丢失或重传不可避免。那么，通过以太网的 SPANNING TREE 算法又如何呢？ SPANNING TREE 算法的收敛时间更长，理论上是 40 秒以上，各个厂家都有自己的改良性方法，如我们 CISCO 就可以做到把所需时间缩短到 3 至5 秒，但与 IP 路由协议相比，没有太大区别。 因此，我们认为，要保证网络的强壮性问题，首要条件保证主干传输链路的强壮性，并且通过物理层方式来保证，不应牵涉到路由波动或切换，理由如下： 物理层的链路保护时间，按照 SDH 的要求，必须不 大于 50 毫秒，几乎所有的新传输技术都把 50 毫秒 作为衡量收敛时间的标志值。 物理层链路切换，对于网络层是透明的，由于时间 短，网络层一般不会感知链路是否失效过，因此网 络不会产生波动。 MPLS 有一个特别的功能：快速路由收敛 FRR，理 论上收敛时间在 50贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 16 2014 年 10 月 /webmoney 毫秒 内，通过预先配置好一条 备用的隧道进行，隧道可以减少跳数，但不能较少 时延，因为数据需要在每个中途节点上通过标记交 换转发。需要大量的配置工作，需要预先保留带 宽，网络结构必须是环形的或者是全网状的，否则 隧道起不到备份的作用，在星形的数据流模式下， 带宽的复用和浪费非常明显，由于配置牵涉到 RSVP、 TUNNEL、 IGP 路由协议等等，排错比较复 杂。种种原因，我们认为 FRR 不太适合在一般的网 络中采用。 有了物理层的链路保护功能，就不需要对全网进行 非常专业的、非常繁琐的第 3 层配置，可以减少工 作 量。因为某些参数一般是不建议改变的。一个网 络路由收敛块固然是好事，但也会导致全网不够稳 定，一有风吹草动，就会引起全网波动。在实际运 营级网络中，网络的稳定是最重要的，许多运营商 甚至把路由收敛时间或扫描时间设到最长，保证网 络不会有波动，在采用 BGP 与整个 INTERNET 交换 路由信息的场合，路由波动是非常犯忌的，因为这 会导致整个 INTERNET 路由的收敛。因此，稳定性 和快速收敛不可兼得，两者之间存在一个鸿沟，需 要弥补。 CISCO 公司鉴于路由快速收敛能力和网络稳定性矛盾的普及性和重要性，开发出 了先进的 DPT 技术，可以在物理环的基础上提供 50 毫秒的物理层链路收敛，不会引起路由收敛，对于环上节点间彼此数据交流频繁的场合，非常适用，可以充分发挥 DPT 空分复用的能力，因此，比较适合大量开展 VPN 的场合。 同时，我们还有先进的城域 DWDM 技术。 DWDM 即密集波分复用技术，它通过划分单根物理光纤的不同波段，使每一个波段都能够独立单独传输数据。这样做能成倍提高网络的带宽，并具有极高的网络可扩展性。 DWDM 具备和传输协议、传输端口的无关性，可以在 DWDM 的骨干网上加载各种传输协议如TDM、 IP、以太网、 DPT 和各种速率的端口，极大丰富了用户的选择。 专门应用于城域网的城域 DWDM 由于节点距离较短，因此传输时不需要在途中部署在跨省跨国骨干长途 DWDM 系统中所需的光放大器、色散补偿与其它附加设备开销，光器件成本远远小于长途 DWDM 系统所用的光器件，使得城域DWDM 的造价比较便宜，而不是心目中的高不可及；长途 DWDM 的波长一般是 100GHZ 间隔的，可以获得很好的波形，较少的色散，成本非常高，所需的放大器也不是一般的放大器，而城域 DWDM 的波长是 200GHZ 间隔的，相对而言，贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 17 2014 年 10 月 /webmoney 成本很低，因此城域 DWDM 已经可以应用到一 个城域网中。我们推出城域DWDM 的原因是 : 裸光纤铺设是比较原始的链路供给手段，这种资源 总有枯竭的一天，业务供给也非常耗时耗力； 利用 DWDM 的光纤保护功能，可以在 1ms 内实现 链路的自动切换，根本不涉及路由波动，保证所有 业务传输的连续性，减少了网络层面上实现快速收 敛需要的专业性和效果有限性，解决了网络收敛速 度和网络稳定性不能兼得的问题； DWDM 可以在物理的 2 芯光纤环上，实现逻辑的星 形连接，通过双波长实现波长切换保护，提供每个 分布节点最多的独占带宽； 为将来的波 长批发业务打好基础，并且马上可以开 展波长批发业务 网络具备先进性，具有较强的市场渲染力，不可否 认，新技术的采用有利于市场的推广，发挥新技术 本身的核心竞争力。 3.1.3 Cisco 城域 DWDM 实现方案 Cisco 新一代城域密集波分系统 ONS15200 采用模块化设计，具备灵活的OADM 能力，可以组成各种网络拓扑，如环形、链形、网状等。由于具备光通道自愈保护功能，系统的升级不会影响已有网络的性能。无需光放大器可以实现城域范围的 DWDM 应用。 Gigabit Ethernet, 155Mb/s, 622Mb/s, 2.5Gb/s 均可接入ONS 15200 构成的 DWDM 网络。 ATM、 IP、 SDH 提供的多种业务可以在由 ONS 15200 构成的一个统一平台上传送。而且可以提供小于 1ms 的快速光通道自愈保护。 Cisco ONS 15200 系列城域 DWDM 产品具备两种规格： ONS 15201 和 ONS 15252，它们都是完整的 OADM 系统，其中 ONS 15201 是 1 个通道（波长）的OADM，仅 1U高，是目前业界体积最小的 OADM 系统； ONS 15252 子框高度为 12U，可以配置成 16 个通道（波长）的 OADM，并均可以设置 成光通道保护工作模式，是目前业内波长分 /插 (OADM)复用能力最强、密度最高的一款产品。 在具体方案设计中，参照 接入共享，主干分离 的设计思想，我们可以利用15252 以及 15201 的光波复用功能，首先建立一个城域的虚拟光通道网络，通过贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 18 2014 年 10 月 /webmoney 调配各个不同波长的光通道，首先建立一个由 12400, 7400, 7300, 7200 等路由器建立的 DPT 或 GE 网络，负责集团用户的接入，然后建立一个由 Catalyst 6500以及 4000 组成的 GE 网络，负责家庭用户的接入。 3.1.4 Cisco 城域 DWDM 方案的特点 Cisco 可 以提供从核心到业务汇聚层和接入层全面的光传输网络解决方案，并且在国际光纤互联网论坛 (OIF) 中积极参与标准的制定，为下一代全光网络的构筑作好了准备。通过近几年的发展， Cisco 以其先进的技术在光网络产品市场无论是市场占有率还是技术水平上均逐步处于全球领先地位。目前 Cisco 可以向电信营运商提供全面而完整的 IP 和光传输 (IP+Optical) 的解决方案。 可以为客户快速部署核心骨干网和多业务城域网 最大限度的提升网络的实效性和可靠性 多业务传输基于一个统一的平台 统一的网 管系统，便于网络管理 网络可以在线平滑升级 采用 Cisco ONS 15200 系列产品构建城域 DWDM 传输系统具有以下优势： 具备所有城域网 DWDM 设备较之长途 DWDM 的基本特点。 Cisco ONS 15200 系列城域 DWDM 产品具备两种规格： ONS 15201 和 ONS 15252，它们都是完整的 OADM 系统，其中 ONS 15201 是 1 个通道（波长）的 OADM，仅 1U高，是目前业界体积最小的 OADM 系统； ONS15252 子框高度为 12U，可以配置成 16 个通道（波长）的 OADM，并均可以设置成光 通道保护工作模式，是目前业内波长分 /插 (OADM)复用能力最强、密度最高的一款产品。 Cisco ONS 15200提供丰富的接口，如 F.E, G.E, 155Mbps, 622Mbps, 2.5Gbps, 10Gbps 等。由于ONS15200 可以提供灵活的波长调度，并提供光纤线路保护功能，所以在承载SDH， ATM 交换机和 IP 路由器的传输同时，可以提供性价比高、有安全保障的带宽出租 (波长出租 )，为运营商提供了更多的营运模式。今后只需增加板卡即可增加工作波长，为建设真正意义上的宽带网作好了准备。 ONS 15201 和 ONS 15252 配合组网，可以提供最好性 /价比的城域网传输方案。 ONS 15201 可以在一个节点级联应用。针对业务的特点不同，如 IP、 ATM、 SDH 等 ,可以在一个网络贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 19 2014 年 10 月 /webmoney 中对每个业务通道设置成不同的工作保护模式或非保护保护模式。构成功能完善可靠、宽带多业务的统一传输平台。由于 ONS 15200 系列具有精简的结构和极高集成度，其功耗很小。基于 eb 的网管系统，直观、易用，而且功能强大。通过 SNMP 和 CORBA 接口可以方便地和 CIC（ Cisco Information Center）网络管理系统连接，实现 DWDM 和 IP 业务的统一管理。 3.2 DPT城域网解决方案 在充分研究了目前国际网络界对设计一个城域网 (MAN)所采用的各种网络主干技术 ,并充分考虑到营运网络主干技术发展的主流和趋势后 ,我们建议在网络中采用最先进的 IP 光纤传输技术 DPT，这种技术是将 IP 数据包直接在光纤上传输，从而大大提高在以 IP 应用为主的网络传输的效率和性能。 在骨干节点采用动态 IP 光纤传输技术 DPT。其光纤连接快速切换、 50ms恢复 IP 业务、无路由表重算、带宽动态分配，高速的广播和跨网 QoS 等功能。 3.2.1 DPT 技术分析 动态 IP 光纤传输技术 (DPT)，即 Dynamic Packet Transport，采用了一种全新的机制，在光纤上直接传输 IP 包，而其 MAC 层地址采用空间复用 MAC 地址。 空间复用协议 (SRP)，即 Spatial Reuse Protocol，是一种与媒体无关的 MAC层协议，可以用于各种物理层技术之上。典型的用法是由两根反向光纤组成 SRP环，其中每一根光纤都可以用来传输数据和传输反方向的控制信号。 为了区分两个环，不妨将一个叫作内环，另一个叫作外环。 SRP 运行时，在一个方向发送数据 (下行流 )，而在反方向的另一根光纤上传输控 制信号 (上行流 )。两根光纤互为控制，因此共有两个上行流和两个下行流。这样， SRP 便能最大限度地利用光纤的传输带宽。同时，由于控制信号不受数据流干扰 (例如排队、突发拥塞等 )，能够快速传输，从而为带宽的进一步优化和网络的高速自愈提供了保障。 其工作原理如下图所示。 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 20 2014 年 10 月 /webmoney 图 2-1 SRP 工作原理 示例图 由于 SRP 的媒体无关特性， DPT 技术可以透明地运行在现有的各种重要光纤基础设施上： 裸光纤 波分复用 (WDM) SDH 点对点或环 媒体的无关特性还能使 DPT 运行在上述介质的混 合环境中，从而提供了一种向纯 IP 优化光纤网络平 滑过渡的解决方案。 动态 IP 光纤传输技术 DPT 具有如下特点： 空间复用。一根光纤环可以分段传输数据，所以至 少可以提供两倍的带宽提升因子。 双环结构。两根光纤同时传输数据，使带宽得到两 倍的提高。 公平机制。所有节点对带宽具有同等的控制权，从 而为带宽的统计复用提供了最佳的保障。 统计复用。网络带宽分段使用，且任意节点间富余 的带宽可以被其他节点所使用，以成倍提高可用带 宽。 扩展性。一个环上的节点数可以最高至 128，单端 口速率可以最 高至10Gbps，地理范围可以像 SDH 一样扩展到足够的程度。 可靠性。可以提供比 SDH 的自动保护交换 (APS)更 好的网络自愈功能。不仅可以在 50ms 内切换光纤， 而且由于它是 IP-Aware 的，可以在 50ms 内恢复贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 21 2014 年 10 月 /webmoney IP 业务，不需要路由表的重新收敛。 IP 业务映射。可以直接映射和支持 IP 包的优先级， 直接支持 IP 包的广播以及其他 IP 业务控制功能。 即插即用。简单的环形结构和自动发现机制使网络 设备的配置变得十分简单。例如，在一个网状网 中，增加一个节点需配置 2N 个端口，而在一个环 形网中，增加一个节点最多只需要配置一对端口。 统一网管。从物理层到链路层到网络层全部三层的 网络管理不再需要不同的网管系统。 高性能价格比。一个 SRP 环上的每个设备永远只需 要一对 SRP 端口 而点对点网状网中，每节点需 N* * (N-1)个端口 ，从而使网络扩容时不再需要增加 端口，大每节点需 N* * (N-1)个端口 ，从而使网络 扩容时不再需要增加端口，大大降低了网络成本。 同时， DPT 的高可靠性还大大降低了运行维护成 本，并提高了生产效率。 DPT 技术与 SDH 技术相比，其优点 主要在于可以动态使用带宽，使带宽的利用率得到大大的提高，并避免了点对点连接的限制，减少了端口数的需要。 DPT 技术还与 POS 技术一样，避免了 ATM 技术的协议复杂性、信令系统和过高的信头开销，并且由于直接支持 IP，无需 IP 包的拆分和重组，从而大大提高了交换机的处理能力，并降低了设备的价格。 对于新一代的网络营运商来说，动态 IP 光纤传输技术 (DPT)是一种新纪元网络基础构架的极其重要的技术， DPT 各种技术特性的设计都是为了营运商能够在保证高品质服务的前提下，进一步减少投资和营运成本，而提高生产效率。综合 起来， DPT 技术为网络营运商带来了如下一些利益。 1.有效投资。 IP 光纤环的组建，使营运商在投资结构上发生了 根本性的变化，大大提高了投资效率。例如，营运商不再需要在昂贵的时分复用 (TDM)设备 (如 SDH 设备 )上进行投资，却能获得同样的带宽；同时，又能采用空间复用和统计复用技术最有效地使用这些带宽而获得更高的效益。再如，从物理层到 IP 层的集成网络管理方式，不仅大大降低了营运成本，也大大提高了生产效率。 2.增强 IP 业务。 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 22 2014 年 10 月 /webmoney DPT 技术直接支持和增强各种 IP 业务，例如 VoIP、 VPN 等业务，而 且更加稳定可靠，为经营者带来更丰厚的增值服务利润。 3. 网络的健壮性。 由于提供了先期的性能监测、错误监测、错误 定位、以及智能保护交换机制 (IPS)，网络具备高级的自愈功能，使 IP 业务稳定可靠。可靠性是高速光纤网络的重要特性；这正如高速公路的修建，在减少交叉、减少红绿灯、平整路面以提高车速和扩展通车能力的同时，交通规则却更加严格：更远的安全车距、严禁行人穿越等，并增设应急车道提高可靠性。没有足够的可靠性保障，网络与公路一样不能 提速 ；否则，会潜伏灾难性的后果。 4.充分的扩展性。 作为 通信新纪元的关键的 IP 优化光学技术， DPT 以新的更稳定可靠的网络体系结构为网络提供了持续发展的道路。已经走过的技术路线表明，简化是核心，可靠则是关键。 动态 IP 光纤传输技术 DPT 为营运商带来的上述利益完全符合营运级 IP 骨干网络设计的总体要求和技术要求，是 IP 骨干网可以选择的最佳主干技术。 目前， AT&T、 Spring-Net、 MCI 等著名电信营运商都在与 Cisco 合作， 采用这一最先进的 IP 光纤传输技术，建立其下一代的 IP 网络基础平台。 3.2.2 骨干层网络设计 有线电视地区城域 IP 宽带接入网选择若干城市 骨干节点。骨干节点提供大量的数据交换能力，作为网络的核心。通常，骨干节点可以与 有线电视网络的分前端节点相同，有利于设备的维护与管理。即使当前没有分前端的规划，也可以将骨干节点设在城市光纤环的铺设线路上，有利于日后系统的扩充。 在网络建设中，主干节点采用高端网络设备千兆交换式路由器，同时考虑未来网络主干速率的升级（机箱的单一槽位交换带宽必须满足 OC-192 速率的需求）。同时网络主干采用 MPLS 技术，这种路由处理方式特别适合于包含上百个节点的大型网络；它不会象其他三层交换技术那样，随着网络规模的扩大而处理性能迅速下降。 千兆交换式路由器之间采用基于 IEEE802.17 标准的 OC-48 DPT 环，其主贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 23 2014 年 10 月 /webmoney 干可达 5G（ 2*2.48G）高带宽， IP 数据包将直接通过光纤，实现高效的网络传输。同时主干网络连接可以实现自我冗余保护，保证网络主干连接在其中一条出现故障时，另外一条可以在很短的时间内 (CMTS 流 量， RSVP 可保障接在 IP 骨干网络的 IP 端设备的和 CMTS 通信，并可将 Upstream的带宽指定在适当的 Flow 上。 在 Downstream 上， Diff-serv 技术采用的多 (带宽大， non-best effort 流量比例小 )，有时为保障服 务， RSVP 也有采用。标准的 RSVP 下， RSVP messages flow将从 sender 到 reciever，并反做以建立端到端的通道。 DOCSIS QoS Downstream 采用 DOCSIS Radio Frequency Interface (RFI) Protocol (MAC-layer Procotol) 。 Upstream -Minislots. CMTS MAC scheduler 通知贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 32 2014 年 10 月 /webmoney Downstream CM(通过 MAP 信息 )定位采用 Minislots。 DOCSIS QoS 在Downstream和 Upstream上采用 DOCSIS RFI 可以有丰富的动态服务 Flow-based QoS 序列机制。 当有一 flow要被接受时， CM将被提供一新的 SID，在 Upstream上传送 flow，SID 是动态的在 CMTS/CM 之间产生 和去掉的。 DOCSIS QoS 也有将大 packet 切成小块传送，提高延迟和抖动性能。 Upstream MAC scheduling CBR (Unsolicited Grants) (CBR-like-real-time，对延迟，抖动和带宽有严格要求 ) Real-time polling (real-time flows)，可满足 VBR 的延迟需求，效率高。 Committed Information Rate (non-real-time flows) Tiered Best Effort (对延迟，抖动和最小带宽无需求的业务 ) Downstream Flow scheduling 和传统的共享机制相似，如可根据目的 IP 地址， IP 包的 ToS 等，建立每个Downstream 的 scheduling，采用个种 queuing 技术，保证第延迟的 Voice/video 等数据和 Non-real-time 数据在不同 Queuing，让高 QoS 的数据 queuing 有 More Round。 Non-real-time 可以 FIFO。 其二为 Cablemodem 系统的 VPN Cisco 的 Cablemodem系统可以提高灵活的 VPN 解决方案。 VPN 有基于 Layer 2 的 VPN，和基于 Layer 3 VPN。 基于 Layer 2 的 VPN 可以有 DOCSIS VPN，其是基于 DOCSIS Baseline Privacy (BPI)，提供 CMTS 和 CM 之间的加密的数据传输。可以在 DOCSIS 的Configration Files 中定义。 Cisco 的 CMTS 可以支持多种 Layer 3 的 VPN 技术。 作为 Cisco 的 CMTS 和 CM， CMTS 可以作为路由器和 MPLS 的 PE，可 以提供 MPLS VPN 在 CMTS 的 Cable 的 Downstream上开设 Sub-interface，以将各种不同的 Sub-interface 对应不同的 VRF(VPN)，各种 Cablemodem上来的时候，根据 CM 用户的信息 (IP 地址等 )，决定此 CM 属于那个 VPN。 CMTS 提供 MPLS 贵州省广电宽带工程 CMTS 系统 技术方案 33 2014 年 10 月 /webmoney VPN 将极大的将 MPLS VPN 业务延伸到新的接入点，并弥补了高速 MPLS VPN和低速 MPLS VPN 的之间的空间，提供 CM 的速率的 MPLS VPN，并有 HFC 手段，在跨 MPLS 骨干之后，可以有全网络的 MPLS VPN。 - Cisco 的 CM 可以支持 Bridge 和 Router 两种方式，当支持 Router 方式时，可以提供延伸到用户端的 VPN 节点。可以提供 IP SEC 和 IP Tunnel等到用户端(CM)的 VPN。 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 34 2014 年 10 月 /webmoney 第五章 CATV 业务的实现 5.1 业务的开展与分类 5.1.1 商业用户应用 虚拟专用网络 (VPN) 虚拟专用网络 VPN 的需求 VPN，即虚拟专用网络，是指在公用网络平台上构筑不受地域限制而受企业统一策略控制和管理的企业网络。它与普通企业网不同的是，其基础平台采用公用数据网，与其他用户共享网络资源而不是独占资源。它与普通互联 网不同的是它受企业统一策略的网络管理，而不仅仅由网络服务商管理。在下图所示的VPN 示意图中可以看出， VPN所赖以运行的公网平台可以包括各种实际的网络，例如 IP 网、帧中继网、 ATM 网，也可以就是因特网 (Internet)，因而也表明其网络的范围可以包括多个服务商。从地理范围上看， VPN 可以延伸到所有互联网的服务商所覆盖的范围。从用户接入方式看， VPN 可以包括服务商所提供的所有接入方式，如专线接入、拨号接入、无线连接等。 正是由于这样一个 虚拟 的概念，借助已经广泛稳定运行且成本相对低廉的公众服务网络，企 业网可以变得容易实施且费用低、易管理。这表现在几个方面：首先， VPN 可以享受公网的所有服务范围和接入方式，这使得企业网在实施、扩展等方面都变得十分容易。 其次，公网由于其规模经营及资源共享，成本低，可以为企业节省大量资金。 第三，最重要的是，公网的充裕而经验丰富的网络技术人员在企业网设计、实施、维护、管理方面都可以为企业提供切实的帮助。不仅如此，网络厂商如Cisco 公司等也在 VPN 技术方面投入了大量的研究开发力量，也为用户提供了强大的后援。例如 Cisco 的 IOS 网际操作系统所提供的端到端解决方案 (End-to-End Solution)就为用户 VPN 需求构筑了坚实的基础。 VPN 的技术要求 在讨论 VPN 的技术实现方法之前，先讨论 VPN 的技术要求，以便可以对中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 35 2014 年 10 月 /webmoney 不同的实现技术有更深刻的理解和在不同应用环境下有客观的评价。一个有效的VPN 必须满足以下基本要求： a) 安全与保密性 安全性是 VPN 的最基本最重要的要求。不管采用什么样的技术， VPN 都必须在资源共享的公众网上提供足够的保密性，以保证企业数据的安全。许多企业暂时不采用 VPN 的关键原因是对安全性的担心，他们宁愿化更多的经费建立物 理上与其它网络隔离的企业网。因此，解决安全性问题，使企业用户放心，可以大大促进 VPN 业务的开展。开辟数据隧道、提供数据加密、建立专用连接、限制路由表分发等，都是安全性问题可能的解决方案。这些功能，正是各种 VPN技术的核心。 b) 高度可管理性 一个 VPN 所连接的各个分支节点可能位于许多不同的地方，并可能跨越多个网络甚至多种形式的网络。对于企业来说， VPN 应该是他们可以统一管理的网络，在逻辑上是一个整体，而公网体系应该是对他们透明的。另一方面，网络服务商对网络管理有一套既定的策略，而企业对网络管理 也有与企业应用相适应的政策。服务商如何在提供 VPN 业务时统一实现两方面的管理政策，是 VPN 的技术关键之一。例如， VPN 的接入用户可以在 SP 的接入点被识别，但其认证授权则通常应由企业内部的服务器完成。 c) 灵活的可扩展能力 随着业务的增长， VPN 可能连接的节点数已经到达成千上万，网络具备高度的扩展性已成为必要。另一方面，企业的分支机构随时都可能有增加或减少，VPN 必须有弹性适应企业规模变化的能力，并在需要是快速扩展节点，并灵活提供不同的接入方式与新的业务类型。 d) 可预言的性能 许 多公网提供的普通服务往往都不能保证服务质量 (QoS)，例如最典型的是因特网，对网络可能的性能例如时延、掉包率等参数是无法预言的，网络拥塞随时都可能发生。而对于企业用户来说，不可预言的网络性能是无法接受的，象Video conference、 POS、帐务系统等实时应用，对网络的 QoS 有极高的要求。通常，实现 QoS 保障的方法是由服务商与客户之间定义 SLA(服务级别协议 )。 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 36 2014 年 10 月 /webmoney VPN 解决方案 为了满足上述需求，提供 VPN 业务的服务商所用的网络设备必须具备提供这些技术的能力。事实上，由于网络技术的飞速发展 ，今天的许多网络设备已经具备了这些能力。例如， Cisco 网络设备所具备的 IPSec 安全协议、 L2TP 隧道技术、端到端的解决方案、 CSM 服务管理程序、 CiscoAssure 企业网络管理系统、IP QoS 技术、 MPLS 技术等，都为 VPN 业务的实现提供了许多可选可行的方案。 IP 安全技术 即 IPSec(IP Secure) 是一套基于 IP 层的安全协议标准，在 Cisco 路由器和PIX 防火墙上都能够支持，但同时也要求客户端设备 (CPE)支持 IPSec 协议。在这种技术中， CPE 发送一个建立连接的请求，送出 自己的公钥和识别码给相应的支持 IPSec 的路由器或防火墙。路由器或防火墙收到该请求后，采用ISAKMP(Internet Security Association Key Management Protocol) 算法交换双方加 密的公钥。以后的数据将根据公钥加密体系加密后进行传送。这样，一个保密的数据通道就建立起来了。 MPLS 是一个非常理想的 VPN 解决方案，下面会专门讨论。不过在小规模应用阶段， IPSec 也是一种很不错的解决方案。多种解决方案也可以混合使用，以期提高安全性。目前，支持这两种 VPN 技术的网络 厂商不多。 Cisco 提供对上述多种技术的同时支持，并且多数特性已经包含在 IOS 软件中。不支持 VPN 技术的厂商可以采用第三方的防火墙设备来提供 VPN 业务，不仅成本高、性能低、扩展性差，而且难于管理，难以提供真正的 VPN 服务。 MPLS： VPN 标签技术 MPLS 的 VPN 技术是专门为 VPN 所设计的，及所谓 VPNAware 网络。在这种技术中，采用 32 位长的 VPN 标识符嵌入到 IP 包中，形成一个 VPNIP 地址。BGP(Border Gateway Protocol) 路由协议可以对 VPN-IP 地址进 行路由 寻址，但转发 数据 包则 要 求多协议标签 交换技术 MPLS (Multi-Protocal Label Switching)。 BGP 在散发路由信息时保证有关 VPN IP 的路由信息只发布给处于该 VPN 内的路由器，从而在网络设备级保证了 VPN 的安全性。当然，进一步仍可由高层协议或应用程序来提供附加的安全性。 关于 MPLS 的工作机制在这里不详细讨论。只需简单提及的是在在这种技术中，网络设备分为边界标 签 路由器 (LER)和标 签 交换路 由 器 (LSR)。中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 37 2014 年 10 月 /webmoney MPLS LER 负责维 护路由表或转发表 (FIB， Forwarding Information Base)， LSR则是 按 照 标 签 表而不是路由表来进行数据转发。 Lable 表根据 VPNIP 路由信息事先建立，这不仅保证 MPLS 是 VPN Aware 的技术，而且保证其网络有很高的性能和很高的扩展性。 MPLS VPN 在规模化 VPN 应用中的优势： 安全性高 路由信息分发限制和 MD5 路由认证技术，使用户所依赖的公网成为可以信任的网络。 MPLS 还同时支持防火墙技术，及高层应用加密。 可管理性 由于其工作机理并不进行协议封装，用网管软件可以得到 很好的管理。 可扩展性 BGP 和 MPLS 支持极好的网络扩展性。其他的 VPN 解决方案则由于对 CPU的耗费很高，或者连接数太多，在扩展性方面存在不足。 QoS 保障。 MPLS 支持数据流的分类、流量控制、掉包控制、拥塞控制等，具备完全的保障 QoS 的能力。 网络中 MPLS VPN 的设计和实施考虑 i) 基本功能 MPLS VPN 的建设在 MPLS 网络的基础设施上， VPN 骨干网络由两部分 组成： PE 路由器和 P 路由器。 PE routers 拥有并维护与其直接相连的 VPN 的路由信息。由于 PE 负责打 VPN 标签 和 IGP 标签两层标签 (详见 RFC2574 的规定 )， PE必须是一个边缘 LSR。 PE routers 通过 MP-iBGP 协议 (见 RFC2283 规定 )交换 VPN 的路由信息，选用 MP-iBGP 作为路由协议的原因是 MPLS VPN 要求传送多种地址家族，并且还要 传送 VPN 的属性。 PE 与 CE之间采用普通的 IGP 协议， 如 RIPv2， OSPF， Static Route，也可以采用 EBGP 协议，因而当采用 MPLS VPN 技术时，用户侧的原有路由协不需要修改和重新配置。 出于安全性的考虑，在 PE 与 CE 之间做适 当的访问控制， CE 可以不均许从 PE 能够 Telnet 到 CE路由器，即用户侧数据完全可由用户侧自己进行维护处 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 38 2014 年 10 月 /webmoney 理；同时在位于局端的 PE 上，也不均许 CE Telnet 到 PE 上。 P router 是 LSR (MPLS 节点 ) P router 完全依据 MPLS 的包封 (ENCAP)来作 出前传决定。由于 P router 完全不需要读取原始的数据包信息来作出前传决定，P 不需要拥有 VPN 的路由信息。因此 P 只参与骨干 IGP 的路由。 ii) 实施规则 在有线电视数据网络中，所有的 MPLS 节点可以有一个和多个边缘 LSR.在 只有路由器的节点处，路由器可以作为边缘 LSR；如果有 VPN 用户，该路由器又可以被作为 PE。为 VPN 用户提供 Internet 连接，包括以下几种方式： PE router 上的接口定义为 Internet 网关，即 Internet 网关与 PE Router 共同存 在一个设备上； 将 PE Router 接口与 Internet 网关连接，依据业务 等级协议 (SLA)采用CAR 进行流量限制。 如果用户有由有线电视维护的防火墙，或者服 务器放在有线电视一方，则通过以太网交换机 使用 PE 上的 FE 接口连接到 Internet 网关。 Cisco 基于 Cable 系统的 VPN 业务 Cisco 的 Cable 系统可以提供灵活的 VPN/闭合用户群功能。 VPN 有基于Layer 2 的 VPN，和基于 Layer 3 VPN。基于 Layer 2 的 VPN 可以有 DOCSIS VPN，它是基于 DOCSIS Baseline Privacy (BPI)，提供 CMTS 和 CM 之间的加密的数据传输。可以在 DOCSIS 的配置文件中定义。 Cisco 的 CMTS 可以支持多种 Layer 3 的 VPN 技术。 作为 Cisco 的 CMTS 和 CM， CMTS 可以作为路由器和 MPLS 的 PE 路由器，通过在 CMTS 的 Cable 下行接口上开设子接口，以将各种不同的子接口对应不同的 VRF(VPN)。当用户使用 Cable modem上网的时候，根据用户信息 ( 如 IP地址等 )，以决定此 CM属于哪个 VPN。通过 CMTS 提供 MPLS VPN 可以把 MPLS VPN 业务延伸到新的接入点，并弥补了高速 MPLS VPN 和低速 MPLS VPN 的之间的空间，提供 CM 速率的 MPLS VPN。在通过 HFC 手段接入并跨 MPLS 骨干之后，可以有全网络的 MPLS VPN。 Cisco 的 CM 可以支持 Bridge 和 Router 两种方式，当支持 Router 方式时，可以提供延伸到用户端的 VPN 节点。可以提供 IP SEC 和 IP Tunnel等到用户端中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 39 2014 年 10 月 /webmoney (CM )的 VPN。 传送网络服务 基于 MPLS 技术的帧中继 /ATM 传送业务 帧中继 /ATM 业务目前是一种应用较为广泛的传送业务，如何在基于 MPLS技术的基于 IP 的 网上透明传送传统的帧中继 /ATM 业务，对于保护原有设备投资，以及提供具有高可靠性和安全性的端到端虚拟专线服务是至关重要的。 Cisco 在基于 MPLS 的网上成功开发出透明传送帧 中继 /ATM 应用的技术，并在 AT&T 的网上 获得成功的应用。在该应用中，位于网络边缘的帧中继 /ATM网络的 PVC 被映射到能够穿过 MPLS 网络的专门建立的动态通道上，帧中继/ATM 的包被封装在 MPLS 的包中；在 MPLS 网络的出口，将帧中继 /ATM 的包从 MPLS 包中提取出来，并按照指定的 DLCI/VCI 转发到相应的 PVC 上。在此，通道可以动态地在两个边缘 LSR 之间建立，来完成帧中继 /ATM 穿过 MPLS 网 络 的 服 务 ， 一 个 单 独 的 LDP 实 例 被 用 于 建 立 边缘 LSP 赖 以 存 在 的邻 接 关系；在网络边缘的 LSR 进行两级压栈操作，即一级标签用于标识穿越 MPLS 网络核心，一级标签用于标识被传送的数据包应从哪个输出端口输出；在 MPLS 和帧中继 /ATM 报文头之间插入 一个 FR/Label或 ATM/Label头，用于完成标识 FR-MPLS 或 ATM-MPLS 包 ，包尺寸大小，失序保护等功能 。为了能够端到端地保证传统帧中继 /ATM 业务的网络特性， Cisco 采用 CAR 技术将 CIR策略变量映射到帧中继的 DE比特位，将 DE比特位映射到 MPLS 的 COS比特位。在进行 ATM 传送服务时可根据 AAL5 的 CLP 值将其设定到 IP 的 COS级别，以实现传送服务。因而，本网可以通过提供帧中继 /ATM 虚拟专线服务，提供基于第二层的传送网络服务。 运营商之运营商 (Carrier of Carrier) 传送业务 Carriers Carrier (CSC) 服务是指有线电视通过向第三方 ISP 提供链路传送服 务，为其提供传送骨干线路。从业务提供形式上主要有传统的传送网络服务，透明传送通道服务。所谓传统的传送网络服务是指第三方 ISP 希望通过有线电视获得 Internet路 由，这时可采用 BGP 协议，在有线电视的内部 路由器上运行 IBGP协议，将有线电视设计成 Transit Network 即可。 当采用透明传送通道服务时，是指不同地域的不连续的具有不同或相同 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 40 2014 年 10 月 /webmoney AS 的域希望跨过有线电视进行连接时，可以采用 MPLS VPN 技术， Cisco 可以做到在不同 AS 之间跨 AS 建立 MPLS VPN。 当 ISP 能够支持 MPLS 技术时，可以做到端到端的 MPLS VPN；当 ISP 只支持传统的 IP 路由技术，可以利用有线电视的 MPLS VPN 提供透明传送线路服务。 如何承载 VoIP 业务 VoIP业务是一种对业务的实时性，安全性和 可靠性都有严格要求的特殊 业务。为此，可以在基于 MPLS 技术的网上通过提供虚拟专线业务，即在各个电话网关之间，电话网关与关守之间建立 MPLS TE 通道，根据不同的业务协 约，为不同的 TE建立不同的 R描述，确保各电话网关之间获得充分的带宽资源和服务质量保证；除此之外， 也可以利用 MPLS VPN 技术将不同的 VoIP 运营商之间进行隔离，通过建立指定的电话网关进行互通。 由于 VoIP 技术对时延等服务质量有较高等级要求，而网络数据业务在 POP点进行汇聚之后，在混合业务模型下如何在骨干网中保证指定业务的服务 等级就变得更为重要。除了 Cisco 原有的 CAR， WFQ， WRED 等技术之外， Cisco又开发出 CBWFQ 和 MDRR 等技术进一步提供服务质量的保证。 VoIP 服务的实施将会采用当今业界流行的 H.323 体系结构组网。除了网络的底层 IP 平台支持， VoIP 网络还包括电话网关（ Voice Gateway）、电话关守（ Voice Gatekeeper）和出口网关等。电话关守主要负责用户的注册和地址的解析，并拥有其它一些功能如呼叫转移，用户计费等。电话网关主要负责异质语音信号的转换，如 PSTN Voip。由于 语音业务对网络的时延性能要求比较高，我们可以考虑通过 Cisco 的 MPLS TE 技术为语音流量开辟特殊的通道，以保证语音传输质量。 小区用户 VoIP 小区用户 VoIP0 接入主要使用简单的 IP 电话网关如 Cisco 的 ATA 和 Cable Modem，具体设备连接如下图： 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 41 2014 年 10 月 /webmoney 图 5-1 小区用户 VoIP 业务 示例图 集团用户 VoIP 集团用户 VoIP 接入主要使用有语音接口的路由器如 Cisco 的 3600 或 2600等设备，连接集团内部的 PBX；也可以考虑使用和小区用户相同的方式通过 Cable Modem实现 VoIP。如下图： 图 5-2 集团用户 VoIP 业务 -PBX 接入 集团用户也可以使用 IP 电话如 Cisco 的 IP Phone，直接完成 VoIP 到桌面。如下图： 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 42 2014 年 10 月 /webmoney 图 5-3 集团用户 VoIP 业务 -IP Phone 接入 Cable VoIP Cable VoIP 主要通过 H.323 方式进行， Cable modem作为语音网关和骨干网的关守协同工作，完成本地、异地电话网的连接。限于篇幅，具体的 H.323 和VoIP 的工作原理本方案中不作详细讨论。理论上只要是 IP 网，有合适的服务质量保证，就可以实现 VoIP。符合 DOCSIS1.1 标准的 CM 可以为 VoIP 分配独立的SID，以保证 VOIP 的带宽，同时 DOCSIS1.1 也可以将大数据包拆成小数据包传输，从而降低传输时延。通过 IOS QOS 和 MPLS TE 可以保证骨干网的传输质量和延时，从而可以获得全网范围内良好的 VoIP 支撑环境。 中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 43 2014 年 10 月 /webmoney 5.1.2 家庭用户应用 利用数据网传输视频业务 对网络的要求 对视频的传输要求不仅是传输或分配视频信号而且必须具有多媒体业务。所谓的视频业务包括图象和其它应用如：音频，时间代码，图文电视，或其它辅助数据。这一业务可以是模拟信号或数字信号。在大多数 应用中此业务具有实时性，受时延和抖动的影响。 针对不同的应用提供不同的传输链路：演播室之间的双向传输，分配网中从主前端到各分前端的单向广播式传输，各分前端间的节目互换。 接入网将视音频信号从分前端送到最终用户 (二级分配 )。传输网提供如下链路如混合，初级分配或馈线系统到发射机或卫星的上行链路。 地球站，卫星和二级 CATV 分前端作为接入网部分，传统的 CATV 前端作为分中心，演播室之间通过传输网互连，并通过同一传输网将节目送入其它接入网。 TV 业务接口主要指视频和音频。但除此之外越来越多的其它信 息将会接入。 网络接口通常很好定义。 SDH/PDH， ATM， IP 网相应的通信标准确保相应部分的互通 在用户侧具有相应网络适配的电视或机顶盒接收相应的业务。 初级分配 针对模拟信号的初级分配有压缩和非压缩两种方式，在非压缩方式中，视音频信号以 13.5Mhz抽样量化形成 135M 信号流进行传输，其优点是信号质量好但占用带宽太大，在压缩方式中 MPEG2 是一种很好的压缩技术以节省所需的比特，根据分配网和混合网的要求 MPEG-2 提供 4:2:0 (1.5M-15M) 和 4:2:2(15M-40M) 两种方式对不 同的节目源进行压缩编码以适应不同的网络需求同时提供相应的质量保证。 视频应用分类 MPEG-2 传输应用 在近几年视频压缩方面 MPEG-2 已成为非常重要而成熟的技术。近几年越来越多的公司生产 MPEG-2 IP 编解码器，在 IP 网络中传输可以通过优先级 的中国移动安徽公司 2010-2012 年综合发展规划 44 2014 年 10 月 /webmoney 设定和大带宽解决抖动的问题从而保证视音频质量。 编解码器 (COD)压缩视频信号并适配到相应的 IP 流在 IP 网络中传输。本地的 IP 设备还同时可用于非视频业务的传送。 从视频业务的传输结构可以看出电视节目由在传送和播出阶段分为两大部分，模拟和 数字部分。作为模拟和数字的接口还需要编码解码 (CODEC)设备。 那么在数字传输视频节目时，关键在于 IP 骨干网在提供大的带宽同时如何提供 QOS 保证，包括实时视频业务的带宽保证，时延，抖动控制以及在出现故障时的快速收敛和恢复。 Cisco IP 技术中的 QOS 保证机制，包括 IP 数据优先级技术