发展宽带IP城域网是当务之急

1、发展宽带IP 城域网是当务之急近年来，广域宽带IP IP over DWDM 开始被商业运营系统采用。广域宽带IP 骨干网带宽从几十Gb/s向几百Gb/s发展，不久将达到Tb/s的水平。在宽带IP 接入网方面，ADSL 和HFC 电缆调制解调器技术已经成熟进入商业应用推广阶段。近年来，光缆到小区、楼宇，10/100 Mb / s 以太网入户的接入系统异军突起，成为宽带接入的新一波。这就对发展宽带IP 城域网产生强烈需求，以免出现制约发展的瓶颈。传统电信城域网采用SDH 系统以TDM 方式提供专线来构成城域网。这种系统成本高，带宽有限，布设周期长，远不能满足新一代宽带城域网的要求。对新一代宽带城

2、域网的要求可以概括成以下几点：1 扩展性。带宽可以扩展至几十Gb/s、几百Gb/s、乃至Tb/s以上。2 可以有多达几百个结点。3 低成本：低建设成本和运营成本。4 支持新一代基于IP 的业务。支持各种物理接口、QoS 、SLA 、监视和计费系统。567 健壮性。99.9 99%工作时间，硬件冗余，光缆环故障保护自愈能力。在光网上直接架构吉位以太网正在成为城域网主流目前的发展趋势是将以太网与DWDM架构成宽带IP 城域网。现在采用吉位以太网，很快将采用万兆以太网10 Gb E 。在本人倡导下自1998年以来我国很多城市有线电视台在其HFC 网的光缆网上直接架设宽带IP 城域网，提供高速上网和宽

3、带交互业务，发展迅速。目前城域网发展的主流正是将这种技术与WDM 结合以提高更高的带宽。DWDM 但是不能简单地将广域网DWDM 方案用于城域网。DWDM 系统中相邻波长间隔仅0.8 nm (100 GHz 或更低，对激光器的频率精确性、单色性和滤波器要求很高，价格昂贵。由于广域网传输距离很长，中间要用很多个放大器，DWDM 系统中多个波长通道共用光纤和放大器，在广域网上仍然可以大幅度降低成本。而在城域网由于距离短(一般100公里以内 ，不需要使用放大器，增加一根光纤成本也不高，简单采用和广域网一样的DWDM 设备不一定合算。解决的方法是采用稀疏波分复用CWDM 技术。使用1200-1700

4、nm 的宽窗口，对激光器和滤波器的要求可以大大降低，可以大幅度降低成本。另外一个趋势是将WDM 光传输设备和路由交换机结合在一起，路由交换机端口直接驱动光传输设备。最简单情况，一根光纤只传输一路数据时，在裸光纤上直接运行吉位以太网。如果需要传输多路数据可采用波分复用系统，根据需要逐步增加波长通道。在结点的路由交换机连接各个波长通道即负责选路交换又起分出/插入的作用。这种类分/插入作用不仅可以对波长也可以对任务，对数据流甚至对数据包。用吉位以太网在光网上直接架构宽带IP 城域网满足新一代城域网的要求必须解决以下问题：1. SLA QoS ，分配带宽。2. 提供基于TDM 的传统电信业务如租用专线

5、等。3. 用做接入网集中器时要解决，同一楼内局域网不同用户之间互相隔离问题和每个用户多业务流的分别管理(提高不同的QoS 和计费问题。以及以组播方式提供视频广播，不对称的服务方式。4. 光缆环路被切断时的保护和自愈恢复。目前 L2/L3 一体化的吉位以太网路由交换机的背板容量已经达到几百Gb/s达每秒1亿个以上。可以以线速进行第三层 IP / IP X 路由和第二层无阻塞交换。支持冗余端口，生成树，多选择路由和冗余路由器协议增加系统可靠性。可以提供上百个1000 BASE - X 端口。提供带宽管理、优先权和基于策略的QoS 。可以方便地通过HTTP 、SNMP 、RMON 、本地和远程CLI

6、 的进行灵活管理。有的设备可以支持数千个 IE EE 802.1 QVLANs ，并且兼容 IE EE 802.1 ad 可以将多个吉位以太网端口结合成一条干线，在各端口之间进行负载平衡。最新的产品还可以支持MPLS ，其能力已经和骨干高性能路由器相当。目前已经被用于城域网骨干网，其价格较高性能路由器要便宜得多。在“城域网2000”实验中做过一次价格比较，采用以太网路由交换机构成宽带IP 城域网方案与采用POS 端口的路由器的方案价格差可以达10倍。随着万兆以太网10 Gb E 标准的完成，10 Gb E 将用于广域网，将会出现从局域、接入、城域到广域网全部采用以太网的局面，即实现端到端的以太

7、网。对于以太网城域网而言，最困难的是如何在无连接的IP 网上提供端到端的连接，仿真TDM 电路。一些公司的产品已经开始可以提供 IP TDM 业务。核心网的VMAN 和接入网的VLAN 配合。可以以固定延时传输语音和视频。为公共电话网提供等效E1的 IP TDM 通道。但是这还不是真正的TDM 通道，目前有一种产品提供 TDM over IP ，在IP 网上建立透明的 T1/E1 电路。其方法是：在数据包中插入同步比特流，加上IP 包头送入IP 网传输。数据包通过IP 网转发到终点后，在终点重建同步中，除去包头，提供同步的比特流。当然IP 网必须对传输的数据流给以QoS 保证。用户接口基于标准

8、租用专线(T1，E1 ，不分帧或分帧/通道化，对协议透明，可以是任何数据(BSC，FR ，. 、任何话音PCM ， ADPCM ，. 、任何信令(PRI，SS7，. 。网络接口是低成本10/100 Base T 以太网。可以配置QoS 选件：VLAN 用于第二层优先级(802.1 D 、ToS 用于IP 层优先级确定、UDP 口用于第4层优先级 补偿包延时变化。这种系统具有外部的/自适应时钟再生，处理延时很低(小于1ms ，可扩展，有冗余备份和管理及诊断功能。其系列产品，单机最多可以提供16个E1端口，TDM 有效负荷48-384字节。采用这种设备可以在IP 网上提供 TDM E1 专线，比S

9、DH 网提供的E1和ATM 都要便宜。以太网城域网不使用SDH 设备，当光缆环路被切断时如何能够像SDH 一样在50ms 内完成自愈恢复是需要解决的问题。目前在网络的第一层到第三层均有解决方案。DWDM 系统用光交换可以在光路上在50ms 内完成自愈恢复。第二层的弹性分组环RPR 可以像SDH 一样快速进行自愈恢复，而又能利用环路备份部分传输数据。而最新的路由交换机则可以在第三层完成环网或网状网出现故障时的快速自愈恢复。一种方法是事先计算好各种可能出现故障时的恢复路径的路由表，一旦监视发现故障快速转换到备份路径。另外一种方法是利用MPLS 来实现自愈恢复。这两种方法都可以在50ms 内完成自愈

10、恢复。新一代吉位路由交换机支持热插拔模块和元件，有双系统软件和双系统配置，达到电信级的可靠性。具有灵活管理能力，可以方便地从本地或远程通过浏览器、用SNMP 、RMON 命令行进行灵活管理。 智能光网和边缘路由器构成Tb/s城域网 由于电路由器性能限制，上述用电路由器直接在光缆网上架构宽带城域网的方案带宽在100 Gb / s 量级。要架构Tb/s城域网将采用核心智能光网和边缘高性能路由器配合的方案。智能光网为WDM 光网，在结点上各个光波长通道之间设置光交换机，在 MPLm S 协议的控制下运行。人们称之为波长路由器或 Lam bda 路由器。具有同一标记的数据流由波长路由器进行波长之间的选

11、路交换，快速形成新的光路径。这样客户可以为一段时间或一种业务租用一个波长端口。其交换速度在几十ms 级，而建立新光路径时间在秒级。目前已经有一些产品面世。容量可以高达2.4 Tb / s 。目前正在制定智能光网的国际标准有两个系统。一是国际电联ITU 的 G . ASON ( 供链路；另外一个是IETF 的 GMPLS ，它采用对等模型，用户利用 MPLm S 协议直接调动网络资源形成自己需要的链路。智能光网和设在边缘的高性能配合工作， GMPLS 标记设置光路径连接路由器端口。今后几年内智能光网提供以太路径，与边缘高性能路由器配合将是太位IP 骨干网的主要形式。弹性分组环和多业务供应平台MS

12、SP在发达国家基于SDH TDM 、A TM 、FR 据业务的主要收入来源。新竞争的运营商在开拓基于IP 的新业务的同时，为了增加收入也希望参与传统数据业务的竞争。新一代信息网络中，IP 网成为基础网。一方面各种业务在转向基于WEB 在互联网进行，这就是所谓的 Every - thing on IP 。另外一方面，在IP 网上提供TDM 电路、A TM 、FR 等，以支持传统业务这就是所谓 Everything over IP 。因此有一种观点认为在发展基于IP 的城域网平台时，应该能够支持多种协议，最好能够提供透明的端到端的连接，这种平台被称为多业务供应平台。 Multiple Servic

13、eProvisioning Platform ( MSSP 。在以太网城域网上实现MSSP 的一种方法是弹性分组环。这种方案融合吉位以太网、DWDM 和SDH 的优点，特别适合环形网。在环的两侧都可以原来传输数据(而SDH 只能使用一侧 ，又可以发挥自愈恢复环的功能，大大提高利用效率。目前IEEE 正在准备成立802.1 7 工作组IETF 正在准备成立 IPoPTR 组来发展这一技术，制定相应标准。多数建议采用10GbE 帧格式，10GbE 标准的初稿已经发表。目前采用环形网的第二层包传输概念的产品有： CISCO 的DPT 、 Nortel 的 interWAN 和 Luminous 的

14、Packetw ave 。这里重点介绍 Packetwave ，因为他采用GbE 与未来的10GbE 的RPR 较接近。 Packetwave 采用 NxGbE 物理层，附加健壮服务机制如性能监视、网络同步、控制包等。用以太网的成本提供SDH 级的传输健壮性。在分组网上进行电路仿真，将分层的时钟分配到各个结点上，运行同步分组环协议。即插即用第二层转发，所有流量在第二层复用，环的双向被完全利用。以小于50 mSec 速度进行，保护交换不需要任何SDH 类似“缠绕包装”。以第二层VLAN 和第三层 DiffServ 通过端到端的QoS 。LMS 网络管理系统提供 FCAPS 全方位管理。 FACA

15、P 的意思是：故障(Fault 、配置(Configration 、财会(Accouting 、性能(performance 、安全(Security 。具有 T1/E1 、 DS3/E3 、OC-3、 OC- 12PoS 、10/100BT 、GbE 等多种端口支持多种业务。实现MSSP 的另外一种方法是继续保留改进的 SDH TDM 传输设备，同时增加IP 传输能力。在一个端口内同时支持TDM 和IP 业务，输入数据属于TDM 的经过数字交叉互连接传输，属于IP 的进行IP 数据包的转发。这种多业务光纤服务网络平台可以同时在一个平台上提供从传统的TDM IP SONET / SDH 和DW

16、DM 、视频流、第二层传输以及向IP 业务平稳过渡的路径。其具有全面数据功能的结构可支持目前基于TDM 技术的服务以及未来的数据和网络业务。客户化的ASIC 使每一个机架有更大的端口密度，大大降低 SONET / SDH 的营业成本。多环结构大幅度减少传统网络设备所需的外部布线及人工。综合设备管理软件可简化线路分配及管理，提高服务速度。这种系统的优点是其SDH 功能无论从成本、占用空间、业务供应速度各方面均优于一般的SDH 设备，而它又能同时支持IP 业务，起路由器作用，支持BGP-4、MPLS ，并且可以方便地将输出复用到SDH 通道中。在TDM 通道上可以传输A TM 、FR 支持多业务。这种设备成本较高，被传统运营商用来发挥其已经有的SDH 网络资源扩展IP 业务。结束语宽带城域网的发展由于其应