宽带城域网组网研究

黄小兵

摘 要：近些年，随着信息技术与网络技术的不断成熟，以及人们生活水平的不断提高，对宽带、局域网以及城域网等提出了更高的要求。本文就结合宽带城域网的概念、结构以及特征，对宽带城域网组网进行简单介绍与分析。

关键词：宽带；信息技术；城域网；局域网；计算机；组网

所谓城域网是由计算机网络逐渐演变而来的，具体是指介于局域网以及广域网之间，实现城市与郊区范围内所有信息实时交换与传输的一种网络。应该说，城域网现在已经成为了构建现代城市的信息基础设施，它是国家信息高速公路与城市广大用户的中间环节。实施城域网的主要目的就是通过通用、单一，甚至公共网络构架，将相关的数据、语音以及视频等媒体信息高速有效的传输给用户。

1 概述

本文所讲的宽带城域网其实是利用SDH、IP以及ATM还有MPLS、GE等高科技技术，将相关的数据、语音以及视频服务融合在一起的多功能、多业务。超宽带的开放型通信网络。从本质上讲，它是一个基于IP/TCP协议的分组化数据网络。从横向来看，宽带城域网的总体网络架构主要是由若干交换节点所组成的主干网，以及由若干交换节点所组成的接入网，还有实现两者连接的传输网组成。从纵向来看，宽带城域网的总体网络架构可以依据标注划分成为由核心交换设备以及骨干传输设备所组称的核心层；以及由语音接入网关设备、多业务接入设备还有路由器、二/三层交换机等接入节点所组成的接入策划那个；由路由器或者是三层交换机所组成的汇接层，它的作用主要就是在接入层和核心层之间，起到汇集和疏导所有业务，此外也包括用户接入层。

IP全光网络是当前用户接入层以及接入网未来发展的方向。但在实现光纤到桌面之前，最终用户可以依据实际需求以及具体情况，对XDSL铜线接入以及Ethernet接入、HFC接入、LMDS宽带接入还有ATM PON光纤接入进行灵活选择，从而真正帮助用户实现经济、方便实用的目的。此外，本文所说的宽带城域网组网并不包含对用户接入层以及接入网的建设。

不管哪种类型的宽带城域网，均选择使用了光传送通道。由于一般性的宽带城域网实际覆盖范围约为100km，所以光传送通道内部的物理层多使用廉价的单模光纤G.652。城域网使用的G.652单模光纤正向1300-1700mm全波长工作窗口的全波光纤即G.652C单模光纤方向发展，从而适应和满足密集波分复对波道属增加的需求。另外，因为其覆盖范围相对较小，所以城域网所选择的光器件同长途网存在较大区别。激光器以及接收器还有分插复用器等设备要求要远低于长途网，也不会使用放大器以及再生器等中继器件，所以从这方面讲，具有成本低的优势。光传送通道内部的光层则会依据器实际情况来选择使用波分复用（即WDM）、稀密集波分复用（即CDWDM）还有空分复用等技术来实现。基于光传送通道，能够选择不同类型的组网方案来完成宽带城域网相应网关信号的控制、交换以及传输，这也是现阶段构建宽带城域网中的重点所在。

2 IP over ATM

主要是将数据包依据一定标准全部封装成既定的ATM信元，并通过ATM信元的形式在其信道中进行传输；而实行交换时则主要依据IP包上现有地址利用某种机制进行相应的路由处理，并按照已经计算、设计好的路由来构建虚电路，以转发数据包。从某种意义上说，IP与ATM相结合的实质是实现连接与无连接的统一，换言之就是交换与选路之间的优化组合，即将ATM速度快、多业务支持以及容量大等优点与IP的易扩充、简单、灵活以及统一性好等优点相结合，很好的实现了优势互补。

它的缺点就是ATM为了有效保护其传输的各种业务而设计的应用机制不仅复杂，同时还会对以IP为主导业务的网络造成一定宽带浪费。此外IP over ATM基本无法完成将IP优先级分类（即COS）分类映射整体映射到ATM的Qos上，所以也就无法提供相应的QoS。

MPLS技术则很好的解决了IP over ATM所呈现出的缺点。MPLS通过将路由以及选路分开，通过标签对数据分组进行引导以通过网络路径，从而实现在无连接网络种接入一定连接特性。应用于IP over ATM时，即IP over ATM over MPLS可以选择使用ATM中的高效传输交换方式，摒去了较为复杂、繁琐的ATM信令，将IP技术优点很好的融入至ATM内部的高效硬件中去，从而在实现降低网络复杂性的同时，节省了网络成本。此外MPLS能够通过显式路由方式或者无连接方式提供全面的连接服务，同时又能据此提供相应的数据业务QoS。MPLS作为现阶段将路由与转发有效区分的三层网络技术，其优点是既能对传统网络业务提供支持，同时又具备一定后向兼容性，从而对现有投资起到了很好的保护作用；另外可以对目前流行的主流网络技术进行合理兼容，有效地促进了网络的互通互联。

当前，在SDH基础之上也可实现IP over ATM，也就是IP over ATM over SDH，它能够在光传送通道实现直接传输。前者所讲的是将ATM虚电路（即VC）所转发的相关数据包全部映射到SDH中的VC-3/VC-4中，进而实现通过SDH这种生存性、可靠性更高，也最为成熟的传送技术来为相关的IP业务以及ATM业务还有以太网数据、DDN等业务提供支持。严格讲，这是一种最为保守同时也最为成熟的宽带城域网解决技术。它的优点是风险相对较小，且已经在电信商中推广应用开来；而且缺点就是由于使用多层网络结构，所以在成本以及效率方面并无较大竞争力，因此在现阶段全新的宽带城域网中应用不多。IP over ATM over MPLS，通过应用支持ATM环网功能的ATM交换机，实现SDH内部的自愈保护功能，从而实现对传输网的有效控制和管理。所以从某种程度上讲，只需要构建起一个统一、合理的ATM网，就能提供全部的数据包业务，这不但方便日后进行管理，同时还能节省投资，所以被广泛应用开来。

3 结束语

随着信息网络技术的不断发展，以及城镇化进程的加快，人们越来越关注宽带城域网组网建设。而由于受宽带城域网发展及其应用复杂性的影响，出现了诸多组网方案。在光缆网尚直接架构万兆或者千兆的以太网成为了现阶段构建宽带城域网的主流方式，此外，随着弹性分组环（即RPR）的不断发展与成熟，也将会成为运营商所关注的焦点。而本文主要以IP over ATM组网方式为例，结合宽带城域网的概念及特点，对宽带城域网组网进行介绍与讨论，为日后进一步研究宽带城域网技术以及构建宽带城域网提供了一定理论支持。

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