宽带IP城域网技术

1、宽带宽带IPIP城域网组网技术城域网组网技术 网络区域划分网络区域划分 WAN WAN-MAN MAN Pico-Cell MAN-LAN PAN LAN-PAN 0km50km2km10m Personal Operating Space 宽带宽带IP城域网的城域网的 网络总体框架和结构层次网络总体框架和结构层次 （1）IP城域网建设的总体框架城域网建设的总体框架 管管 理理 层层 面面 支支 撑撑 层层 面面 IP用户用户 IP业务层面业务层面 IP层面层面 传输层面（骨干、边缘、接入）传输层面（骨干、边缘、接入） 物理层面（局、所、管线）物理层面（局、所、管线） TDM 业务层面业务层面

2、 其它类其它类 业务层面业务层面 （ATM） 网网 络络 互互 联联 层层 面面 物理层面：包括局、所的建设、光缆管物理层面：包括局、所的建设、光缆管 道的铺设；道的铺设； 传输层面：传输组网方式，包括骨干层、传输层面：传输组网方式，包括骨干层、 边缘层的组网方式及用户接入方式；边缘层的组网方式及用户接入方式； IP传输层面：传输层面：IP路由选择、基于传输的技路由选择、基于传输的技 术选择等：术选择等： IP业务层面：业务层面：171、IP Phone、Web呼叫呼叫 中心等；中心等； IP用户：用户： 拨号用户、专线用户及信息源拨号用户、专线用户及信息源 接入；接入； (6) TDM业务层

3、面：业务层面：DDN、PSTN等传统等传统 业务网的建设；业务网的建设； (7) 其他类业务层面：如其他类业务层面：如ATM、会议电视、会议电视 网、多媒体呼叫中心等：网、多媒体呼叫中心等： (8) 支撑层面：信令、同步；支撑层面：信令、同步； (9) 管理层面：各种网元的管理和用户管管理层面：各种网元的管理和用户管 理：理： (10) 网络互联层面：和其他运营商之间网络互联层面：和其他运营商之间 的网络互联互通。的网络互联互通。 从逻辑上，采用分层的建网思路，这样可使网从逻辑上，采用分层的建网思路，这样可使网 络结构明晰：各层功能实体之间的作用定位清络结构明晰：各层功能实体之间的作用定位清

4、楚；接口开放、标准。楚；接口开放、标准。 根据网络规模不同，可分为骨干层、汇接层根据网络规模不同，可分为骨干层、汇接层 和接入层。和接入层。 一般情况下，一般情况下，骨干层和汇接层可合为一层称骨干层和汇接层可合为一层称 为核心层为核心层，这样有利于扩大接入层的服务范围，这样有利于扩大接入层的服务范围， 降低宽带城域网的建设成本。降低宽带城域网的建设成本。 （2）宽带宽带IP城域网结构层次城域网结构层次 核心层核心层 分发层分发层 访问层访问层 （接入层）（接入层） 路由器网络分层路由器网络分层 汇接层汇接层 骨干层骨干层 接入层接入层 高速骨干无报文操作高速骨干无报文操作 基于策略的连接基于策

5、略的连接 广播广播/组播组播 安全安全 VLAN路由路由 地址汇总地址汇总 报文操作报文操作 交换带宽交换带宽 共享带宽共享带宽 MAC过滤过滤 微网段微网段 核心核心 分发分发 访问访问 2. 宽带宽带IPIP城域网组网技术与方案城域网组网技术与方案 的分析、比较的分析、比较 宽带宽带IP城域网组网技术有以下几种：城域网组网技术有以下几种： ATM、 PoS(Packet over SDH)、 GF(Gigabit Ethernet) 其中融合了其中融合了IP路由和具有路由和具有ATM交换特交换特 点的点的MPLS技术，在综合组网中应用甚技术，在综合组网中应用甚 广。广。 (1) (1) 利

6、用利用ATMATM技术组网技术组网 融合了电路交换和分组交换技术的优点：融合了电路交换和分组交换技术的优点： 即面向连接、保证服务质量（即面向连接、保证服务质量（QOS）和统计）和统计 复用以实现高带宽。复用以实现高带宽。 采用固定长度（采用固定长度（53字节）的短分组（信元）字节）的短分组（信元） 在网中传送各种通信信息，便于硬件的高速在网中传送各种通信信息，便于硬件的高速 处理，实现高速、大容量的宽带交换。处理，实现高速、大容量的宽带交换。 具有相当完善的流量控制功能和拥塞控制功具有相当完善的流量控制功能和拥塞控制功 能，可保证高的带宽利用率及网络的安全性能，可保证高的带宽利用率及网络的安

7、全性 和可靠性。和可靠性。 采用采用ATM技术组建技术组建IP城域网，能充分利城域网，能充分利 用用ATM技术的优点，灵活组网。技术的优点，灵活组网。 传统电信运营商在组建城域网时大多都传统电信运营商在组建城域网时大多都 采用采用IP over ATM网络的技术网络的技术 。 相对相对IPIP技术来说，技术来说， 采用采用ATMATM承载承载IPIP业务业务存在的缺点：存在的缺点： 所有进入所有进入ATM网络的网络的IP包都需要分割成固定长包都需要分割成固定长 度的信元，造成开销大、传输效率低；度的信元，造成开销大、传输效率低； 无连接的无连接的IP网络同面向连接的网络同面向连接的ATM存在差

8、异，存在差异， 要在一个面向连接的网络上承载一个无连接的业要在一个面向连接的网络上承载一个无连接的业 务，需解决呼叫建立时间、连接持续期等问题，务，需解决呼叫建立时间、连接持续期等问题， 造成协议和网络管理非常复杂；造成协议和网络管理非常复杂； ATM是以是以ATM地址来寻址的，地址来寻址的，IP通信是以通信是以IP地地 址来寻址的，址来寻址的，IP地址和地址和ATM地址之间的映射是地址之间的映射是 一个很大的难题；一个很大的难题； 基于基于ATM实现的实现的IP网络的带宽受限于网络的带宽受限于ATM网络网络 技术本身，这对于超大规模的骨干网不太合适。技术本身，这对于超大规模的骨干网不太合适。

9、 从网络整体的性能角度出发来考虑，从网络整体的性能角度出发来考虑， ATM有两种方式支持有两种方式支持IP over ATM： (1)ATM作为链路，使用作为链路，使用ATM的永久性虚的永久性虚 电路将地域上分离的路由器连接起来。电路将地域上分离的路由器连接起来。 (2)ATM作为网络，参与作为网络，参与IP网的路由功能，网的路由功能， 由于由于ATM的路由及其他指标优于普通路由的路由及其他指标优于普通路由 器，因此可以在网络性能方面大大提高器，因此可以在网络性能方面大大提高IP 网的性能，不仅提高了传输速率，也大大网的性能，不仅提高了传输速率，也大大 缩短了传输时延。缩短了传输时延。 （2

10、2）POSPOS方案方案 PoS，即，即IPPPPHDLC over SDH SONET。这种组网技术适用于经营。这种组网技术适用于经营IP业业 务的务的ISP、以、以IP业务量为主的电信网或在业务量为主的电信网或在 电信骨干网疏导高速数据流。电信骨干网疏导高速数据流。 PPP按按RFC l661的要求实现读协议封装、的要求实现读协议封装、 错误控制和链路初始化控制，把错误控制和链路初始化控制，把IP分组分组 封装以后，封装以后， 再按再按RFCl662的要求形成的要求形成HDLC的帧以便的帧以便 定界，然后把该帧交给定界，然后把该帧交给SDHSONET处处 理后进行传输。理后进行传输。 Po

11、S技术的优点：技术的优点： (1) 传输速率和效率都很高；传输速率和效率都很高； (2) PoS由于节省去了由于节省去了ATM层而简化了层而简化了 网络体系结构，基本保证了网络体系结构，基本保证了QoS， 使得使得SDH系统有能力直接支持基于系统有能力直接支持基于 IP的数据、话音、视频传输，并使的数据、话音、视频传输，并使 网络环境易于兼容不同技术体系和网络环境易于兼容不同技术体系和 实现网间互联。实现网间互联。 PoS 缺点：缺点： SDH是基于时分复用的、在网管的配置下完成是基于时分复用的、在网管的配置下完成 半永久性连接的网。在半永久性连接的网。在IP over SDH中，中，SDH

12、只可能以链路方式来支持只可能以链路方式来支持IP网，由于它不能参网，由于它不能参 与与IP网的寻址，其作用只是将路由器以点到点网的寻址，其作用只是将路由器以点到点 的方式连接起来，提高点到点的传输速率，不的方式连接起来，提高点到点的传输速率，不 可能从总体上提高可能从总体上提高IP网的性能。网的性能。 这种技术的核心是千兆位线交换路由器，可实这种技术的核心是千兆位线交换路由器，可实 现第二层交换与第三层选路的一体化，但是由现第二层交换与第三层选路的一体化，但是由 于需要将交换机和路由器捆绑在于需要将交换机和路由器捆绑在SDH上下复用上下复用 器器(ADM)上，即使这些上，即使这些ADM采用的是

13、非标准采用的是非标准 的的SDH净负荷封装方法，其结果是成本增加。净负荷封装方法，其结果是成本增加。 采用采用PoS技术组网时，就技术组网时，就 产品形式和具体组网方式来产品形式和具体组网方式来 说，可以分为两种：说，可以分为两种： 有有SDH 设备；设备； 无无SDH 设备。设备。 据此可分为据此可分为3种组网方案：种组网方案： SDH网网+IP业务网。业务网。 即在局、所的物理层面上建设即在局、所的物理层面上建设SDH传输传输 网网(安装安装SDH设备设备)，在，在SDH同址机房内同址机房内 摆放路由器设备，路由器需要的传输电摆放路由器设备，路由器需要的传输电 路由路由SDH设备提供。设备

14、提供。 由于由于IP业务爆炸性增长，这就意味着不业务爆炸性增长，这就意味着不 断的扩容需组建庞大的断的扩容需组建庞大的SDH本地网，后本地网，后 期成本投入太高。期成本投入太高。 SDH网网+IP业务网系统的优点：业务网系统的优点： SDH功能使其从成本、占用空间、业务供应速功能使其从成本、占用空间、业务供应速 度等各方面均优于一般的度等各方面均优于一般的SDH设备，而它又能设备，而它又能 同时支持同时支持IP业务，起路由器的作用；业务，起路由器的作用； 支持支持MPLS，并且可以方便地将输出复用到，并且可以方便地将输出复用到SDH 通道中；通道中； 在在TDM通道上可以传输通道上可以传输AT

15、M、FR，支持多业务。，支持多业务。 缺点为：较适合传统运营商用来发挥其已有的缺点为：较适合传统运营商用来发挥其已有的 SDH网络资源扩展网络资源扩展IP业务，但是组网不灵活，业务，但是组网不灵活， 这是因为这是因为IP数据业务和数据业务和TDM时分业务发展极不时分业务发展极不 平衡，扩容组网只能以平衡，扩容组网只能以IP业务发展为主导来考业务发展为主导来考 虑，势必造成设备资源的浪费。虑，势必造成设备资源的浪费。 SDH网网IP业务网业务网 即或者采用即或者采用SDH设备组建城域网，组成纯设备组建城域网，组成纯 的的SDH传输网；传输网； 或者采用路由器直驱光纤的方式组建城域或者采用路由器直

16、驱光纤的方式组建城域 网。网。 组建纯组建纯SDH传输网其缺点：成本投入高、传输网其缺点：成本投入高、 组网复杂，浪费组网复杂，浪费SDH宝贵带宽资源，网络宝贵带宽资源，网络 运行和维修成本也高；运行和维修成本也高； 采用纯路由器组网缺点：实时业务将很难采用纯路由器组网缺点：实时业务将很难 提供，满足不了大客户的综合电信业务需提供，满足不了大客户的综合电信业务需 求，此外，组网需大量的光纤资源。求，此外，组网需大量的光纤资源。 SDH网网+IP业务网业务网 即从骨干层到边缘层都同时有即从骨干层到边缘层都同时有SDH设备设备 和路由器设备，和路由器设备，SDH设备和路由器设备设备和路由器设备 自

17、行组网，基本上是两个平行的网络。自行组网，基本上是两个平行的网络。 本方案综合了方案本方案综合了方案1、2的优点：的优点： 即用路由器来满足即用路由器来满足IP业务的爆炸性增长，业务的爆炸性增长， SDH网主要作为网主要作为TDM业务和实时多媒体业务业务和实时多媒体业务 （如会议电视）应用，设备投入总成本会大大（如会议电视）应用，设备投入总成本会大大 降低。降低。 当业务发展时两网各自扩容，基本上不影响，当业务发展时两网各自扩容，基本上不影响， 组网灵活，运行和维修成本低。组网灵活，运行和维修成本低。 同时此方案还有一个优点是当前需要优化同时此方案还有一个优点是当前需要优化IP网网 性能时，可

18、以利用性能时，可以利用SDH传输网在两个路由器之传输网在两个路由器之 间开直达中继，不但优化了间开直达中继，不但优化了IP网络的性能，而网络的性能，而 且节省了光纤资源。且节省了光纤资源。 （3）利用千兆位以太网技术组网）利用千兆位以太网技术组网 将千兆位以太网技术扩展到城域和广域，在城将千兆位以太网技术扩展到城域和广域，在城 域构建纯域构建纯IP的网络平台。的网络平台。 基于千兆位以太网的城域网互联的主要推动力基于千兆位以太网的城域网互联的主要推动力 是组网简单、成本低。是组网简单、成本低。 现有的企业和校园网，以及目前正在建设中的现有的企业和校园网，以及目前正在建设中的 社区接入网络以以太

19、网为主，通过千兆位以太社区接入网络以以太网为主，通过千兆位以太 网的城域骨干网连接，可以保证全网采用统一网的城域骨干网连接，可以保证全网采用统一 的的802.3以太网帧格式，不需要任何中间协议转以太网帧格式，不需要任何中间协议转 换，可以实现无缝连接。换，可以实现无缝连接。 以太网技术具有非常好的扩展性，以太网技术具有非常好的扩展性， 可以非常方便地扩展用户的数量，可以非常方便地扩展用户的数量， 同时其统计复用功能大大提高了同时其统计复用功能大大提高了 网络中继带宽的利用率。网络中继带宽的利用率。 总之，这种方案效率高，设备简总之，这种方案效率高，设备简 单、易维护，而且价格低廉。单、易维护，

20、而且价格低廉。 以太城域网而言，最困难的是如何在无连以太城域网而言，最困难的是如何在无连 接的接的IP网上提供端到端的连接，仿真网上提供端到端的连接，仿真 TDM电路。电路。 同时，以太网技术用于建设公共电信网，同时，以太网技术用于建设公共电信网， 必须满足对电信网的几个基本要求：高必须满足对电信网的几个基本要求：高 可靠性；可提供服务等级协议（可靠性；可提供服务等级协议（SLA）；）； 高可扩展性；用户管理。高可扩展性；用户管理。 从目前情况来看，以太网技术在用户管理从目前情况来看，以太网技术在用户管理 和网络可靠性方面，还不能满足电信网络和网络可靠性方面，还不能满足电信网络 的要求。的要求

21、。 （4） DPT 动态分组传送（动态分组传送（ DPT ：Dynamic Packet Transport）是思科（）是思科（ CISCO ）公司提）公司提 出的包优化的光传输解决方案；出的包优化的光传输解决方案； 它将它将IP路由的带宽效率、业务能力与光路由的带宽效率、业务能力与光 纤环丰富的带宽、自愈能力结合起来，纤环丰富的带宽、自愈能力结合起来， 可支持多种业务类型和基于局域网、广可支持多种业务类型和基于局域网、广 域网、城域网的低成本应用。域网、城域网的低成本应用。 因此，它的优势主要体现在网络建设与因此，它的优势主要体现在网络建设与 应用的经济核算中。应用的经济核算中。 DPT在双环结构中一个环传送数据，另在双环结构中一个环传送数据，另 一个环反向回送控制包。一个环反向回送控制包。 这样可以同时利用两根光纤，使包传送这样可以同时利用两根光纤，使包传送 带宽最大化，加速自适应带宽利用和自带宽最大化，加速自适应带宽利用和自 愈控制信号的传播。愈控制信号的传播。 DPT引入了一个新的引入了一个新的MAC层协议，即空层协议，即空 间再利用协议间再利用协议(SRP)， 同时还有两个专利算法，即同时还有两个专利算法，即SRP公平算公平算 法法(SBPfa)和智能保护切换和智能保护切换(IPS)，从而，从而 构成了新一代的环形光传输技术。构