智能城域网关键技术研究

张铭　王冰

【摘要】    在当前科学技术突飞猛进的宏观背景下，城域网技术创新不断，业务发展需求持续提高，有必要对智能城域网的各项关键技术进行深入分析与探讨，以提升城域网的整体运行效果。基于此，本文首先介绍了城域网及城域网技术的基本内容，分析了级联技术及链路容量调整方案（LOAS）等智能城域网关键技术，并结合相关实践经验，分别从业务复用标签等方面，探讨了智能城域网中的信道统计复用技术，望对智能城域网规划设计与建设实施有所借鉴。

【关键词】    网络通信    城域网    智能化    关键技术

引言：

当前，以5G通信技术为典型代表的新型通信技术方法开始在经济社会中扮演更加重要的角色，在推进城市品质提升，促进城域网规划建设等方面起到了积极作用。对此，应精准把握智能城域网关键技术的核心环节与关键单元，综合施策，切实提高智能城域网规划、建设与运营整体水平。本文就此展开了探讨。

一、城域网及城域网技术简述

1.1城域网的特点

随着城市沟通交流的日益密切，城市之间的通信业务产生了新的需求，为有效实现城市之间的信息互联互通，实现数据异地存储与查询等业务，城域网应运而生。在城域网概念范畴中，集团用户、智能小区、办公大楼等节点的通信业务得以直接化、清晰化，通过接入网与骨干网之间的交互实现了数据贯通。

与传统意义上的广域网与局域网不同，城域网具有自身的现实特点，它以共用多业务望为主要载体，主要面向各类社会单位提供数据传输服务，具有单一化特点。城域网的网络拓扑结构相对负载，需要提供各种类型的业务接口，并可在纵向维度与横向维度等方面进行层次细分。当前，部分数据传输业务具有不可预料性，如何通过有限的城域网网络资源对这些不可预料性因素进行控制，成为城域网发展进程中的重点[1]。

1.2城域网技术

城域网技术是在通信业务需求愈发强烈的推动下而逐渐形成并优化创新的。随着现代通信技术的突破发展，城域网技术的负荷效能越来越高，其骨干网的数据传输能力可充分满足连续性、大容量的数据传输需求，其宽带接入能力也在极大程度上缓解了以往传统模式下的宽带压力。同时，也应清晰地认识到，城域网技术在实践应用中存在诸多短板，主要表现在：所需依赖的硬件设备种类较多，型号各异，对彼此之间的兼容性形成了极大考验;管理模式尚且不甚统一，对城域网资源整合与调度相对不足;数据流量中转站难以有效满足新形势下城域网运行中不同用户产生的差异化需求，部分通信业务无法实现快速精准接入。

二、智能城域网关键技术分析

2.1级联技术

级联技术是智能城域网构造体系中的主流技术方法之一，它采用同步時分复用技术，在传输固定比特率的数据信息方面独具优势。在智能城域网规划建设要求不断提高的今天，级联技术可将特定传输数据信息融入到固定的传输通道中，应对可变比特率的起伏波动，确保传输速率的高度匹配效果。

在级联技术的支持下，当城域网所要完成的数据传输任务超过特定标准时，则会将数据信息按照特定交错方式进行映射，提高静负荷区的利用率，确保数据信息传输过程的稳定性与连续性，防止带宽浪费。

级联技术还可将多个不同类型、不同功能的网络通信设备融合起来，构造形成高效稳定的通信数据传输通道，承载数据传输业务，并可在相邻级联与虚级联等模式之间实现依次切换[2]。

2.2链路容量调整技术（LOAS）

链路容量调整技术旨在对城域网数据通信容量进行智能化、动态化调整，以满足不同通信强度下的用户需求。为了使链路容量调整技术更具实用价值，必须在级联技术的应用基础之上，遵循数据传输的特定协议，为用户提供各自不同的传输带宽。

在城域网数据传输流量较大时，城域网线路及设备面临着较大的通信压力，此时链路容量调整技术便可按照最大传输速率为数据信息分配带宽，防止数据信息阻塞，而在数据传输压力相对较小，带宽资源应用需求相对较低时，链路容量调整技术则可为数据信息固定带宽分配，防止网络资源无序消耗。

在链路容量调整技术应用中，可根据城域网实际设置复帧标识符、序列号标识符、组标识等，以提高数据信息传递的一致性。

2.3虚级联和链路容量调整保护技术

在智能城域网系统中，虚级联技术和链路容量调整保护技术相互影响，相互促进，在大容量光纤传输系统中共同完成数据信息传输保障任务。随着高速数字交换技术的大力推进，更多的数据信息呈现出集中化趋势，对通信节点和路线的安全性带来挑战，若不甚出现光缆断裂，则极容易遭遇大量数据信息丢失问题，降低城域网有效性、系统性、抗毁性等技术评价指标。

因此，应根据实际需求，采用虚级联和链路容量调整保护技术，在无需人为主观干预的前提下，使城域网数据信息资源能够得以自行恢复，实现“自愈”。而该过程的实现，完全不影响数据信息接收端的实际体验，不会造成数据通信业务中断，在悄然之间完成网络传输重组[3]。

2.4通用成帧协议技术

在当前科学技术的推动下，智能城域网中的通用成帧协议技术分类更明确，相应的数据链路层适配效果更优化。以GFP协议为例，该协议将数据链路层进行封装，在不同层次与层级之间进行数据信号传输，不仅可有效降低数据损耗率，提高数据链路实际应用价值，而且还可压缩误码拓展，优化带宽使用效果，使该协议下的所有用户均可平等地获取数据信息资源。

比再如透明映射，它充分整合了光纤信道的映射功能，有效识别与控制数据传输中的业务字符和控制字符，将重复冗余的数据进行有效滤除，实现物理层、业务层、控制层、核心层等层级之间的高效互联。在通用成帧协议技术的作用下，数据包的提取效率更高，并可实现数据信息之间的二次交换。

2.5基于ASON的智能城域网体系结构

在ASON通信协议下，智能城域网体系结构可分为三个层级，即传输层级、控制层级和管理层级，不同的层级在智能城域网中扮演着不同角色，承担着不同职能，在城域网数据交换中需要参照不同技术规范。

在传输层级，需要在特定数据通道的支持下，按照特定单元，将数据信息向接收端传送，并同步实现性能监测、故障排除及倒置防护;

在控制层级，则在一致性指令支持下，对城域网通信资源进行调控，实施数据交换通道的建立、释放与维护，同时在特定算法的约束下，平衡优化数据传输目标;

在管理层级，则需要负责不同传输层之间的协调，实现故障管理、配置管理、性能管理等，对相关管理约束条件进行补充[4]。

三、智能城域网中的信道统计复用技术研究

3.1业务复用标签

业务复用标签是智能城域网中信道统计复用技术的基础要素。在业务复用标签的约束下，可将城域网中的信道数据包进行扩展，按照特定路径实现数据映射，并在硬件映射芯片中进行封装，确保数据信息得以完好无损地进行传输。业务复用标签结合映射芯片的实际状况构建立体化、层次化的信道统计复用模型，科学选择具有代表性的映射技术参数，并为其赋予不同权重系数，实现对信息帧的精准插入，构建形成科学合理的业务复用标签技术应用环境。在数据包进入网络的边缘节点贴加业务复用标签，用以识别不同的数据业务和数据端口，该标签为每个数据包附加上一个特定比特率的标签，它可识别多个不同的数据业务，区别不同端口的数据业务流。因此，数据包来源渠道不同，相应的业务复用标签也有所差异。

3.2复用算法

现代基础理论研究的日趋系统化与成熟化，使智能城域网中信道统计复用技术的复用算法更加丰富，在信道统计复用实践中的选择余地更为灵活，可完成传统模式下难以完成的算法任务。

通过复用算法，可实现通信信道的共享。在当前技术范围内，复用算法多种多样，包括业务分层算法、平等排队算法、轮候算法、系数加权算法，等等。无论何种模式的复用算法，均可在城域网各类数据交换业务中确保具备良好表现，对存储器中的数据包进行优化控制。为有效规避复用算法在实际操作中的常见误差，必须严格控制映射误差几率，将数据包在某一特定时间段内的运行状态进行固化，实现通信信道选错率最小化[5]。

3.3自相似仿真平台

自相似仿真平台是智能城域网环境下的技术评估平台，可根据城域网的实际运行需求，对数据通信模式与数据交换流程进行仿真模拟，清晰直观地了解数据传输全过程，得出相应的仿真模拟结果，对欠妥当之处做出专门强化与优化。研究表明，在智能城域网环境下的数据传输业务，其组网模式与连接路径均可利用泊松过程进行描述，对站点和服务器之间的关联进行调整，这为取得理想的自相似仿真模拟效果提供了更大可能。

在自相似仿真平台运行后，应得出自相似数据流的慢衰减特性曲线，在随机过程的导向下，得出不同通信數据之间的变量关系。同时，也要清楚地把握自相似特性对城域网通信系统的多方面影响，防止后期数据丢失。

四、结束语

总之，在当前技术条件下，智能城域网关键技术的应用与实施所涉及到的要素较多，需要从宏观层面与微观层面进行综合优化设计，严格遵循传输网协议、传输网节点布局等方面的基本原理，为提升职能城域网综合效果奠定基础。同时，技术人员应从城市发展水平与建设需求出发，做到对不同类型通信技术的协调融合运用，不断开辟智能城域网建设新领域，为持续推进现代城市经济迈向更高水平贡献力量。

参  考  文  献

[1]孟燕姝，刘金磊，张春龙，等.基于城域网与GPON组网的OLT双上联流量均衡研究与应用[J].内蒙古电大学刊，2018，51（9）：2153-2158.

[2]张举照，王厚照，宋翠鹏.浅谈ASON（自动交换光网络）技术在城域网中的应用前景[J].中兴通讯技术研究，2020（28）：399-401.

[3]刘定川，胡鑫，王利栋.新时期智能光网络ASON技术在临汾城域网中的应用研究[J].北京邮电大学学报（社会科学版），2019（30）：205-206.

[4]周英炜，李智广，刘秉宇.浅谈未来智能光网络在城域网中的应用和发展趋势[J].数字通信世界，2019，（09）：163-166

[5]陈浩，赵翠英，黄克兵，等.基于云计算的电子公交站牌系统设计与实现方法分析[J].电子技术与软件工程，2015，（23）：258-259.