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国内从2000年开始已经出现宽带城域网建设的势头和需求,但是宽带IP城域网和社区网络建设普遍面临着从网络技术的选择、业务提供、设备选择到运营管理等方面的问题,阻碍了城域网建设的正常进行;其中一些关键问题需要解决,尤其是组网技术,少数地方仍然存在着ATM和IP的争议,而大多数城域网则在如何选择合适的宽带IP技术以及根据实际情况设计合理的网络结构和规模方面,面对众多的解决方案和厂家产品,难以作出准确的判断。
宽带IP城域网的网络总体框架和结构层次
1 IP城域网建设的总体框架
·物理层面:包括局所的建设、光缆管道的铺设;
·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;
·IP传输层面:IP路由选择、基于传输技术选择等;
·IP业务层面:171、IP PHONE、WEB呼叫中心等;
·IP用户:拨号用户、专线用户及信息源接入;
· TDM业务层面:DDN、PSTN等传统业务网的建设;
·其他类业务层面:如ATM、会议电视网、多媒体呼叫中心等;
·支撑层面:信令、同步;
·管理层面:各种网元的管理和用户管理;
·网络互联层面:和其他运营商之间的网络互联互通。
2宽带IP城域网网结构层次
宽带IP城域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楚,接口开放、标准。根据网络规模不同可分为骨干层、汇接层和接入层。一般情况下,骨干层和汇接层可合为一层称为核心层,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。
·骨干层:将多个边缘汇聚层连接起来,为汇聚层网络(各业务汇聚节点)提供数据的高速业务承载和交换通道,同时实现与已有网络(IP网、ATM网等)的互联互通,提供城市的高速IP数据出口。核心层网络结构重点考虑可靠性、可扩展性和开放性。
·汇接层:主要功能是给各业务接入节点提供业务的汇聚、管理和分发。汇接节点设备完成诸如PVC的合并和交换,L2TP、Ipsec等各类隧道的终结和交换,流分类,对用户进行鉴权、认证、计费管理,多ISP选择等智能业务处理机制。
·接入层:主要利用多种接入技术迅速覆盖用户,进行带宽和业务分配,实现用户的接入,接入节点设备完成多业务的复用和传输,并且利用光纤、双绞线和同轴电缆等连接用户。
宽带IP城域网组网技术与方案分析、比较
目前宽带IP城域网组网技术主要有:ATM技术、POS(Packet over SDH)、千兆比以太网(GE),还有融合了IP路由和ATM交换特点的MPLS技术。
1利用ATM技术组建城域网
采用ATM技术组建IP城域网,能充分利用ATM技术灵活组网的优点。传统电信运营商在组建城域网时大多都采用IP over ATM网络的技术。ATM可以提供CBR、VBR、ABR、UBR等多种服务类别,可以按时间、端口、流量、平均流量、最小流量等以及组合方式来计费。但是,相对IP技术来说,采用ATM承载IP业务存在一些缺点和必须解决几个问题:一是所有进入ATM网络的IP包都需要分割成固定长度的信元,开销大、传输效率低;二是无连接的IP网络同面向连接的ATM存在差异,要在一个面向连接的网络上承载一个不面向连接的业务,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;三是IP地址和ATM地址之间的映射是一个很大的难题;四是基于ATM实现的IP网络的带宽受限于ATM网络技术本身,这对于超大规模的骨干网不太合适。
从网络整体的性能角度出发来考虑,ATM有两种方式支持IP over ATM:
(1)ATM作为链路,使用ATM的永久性虚电路将地域上分离的路由器连接起来
在这种方式中,ATM只是作为链路连接若干路由器,不参与IP网的路由功能,因而这种IP网仍是一个路由器网,没有改变IP网的整体功能,只是提高了某些部分的传输速率。
(2)ATM作为网络,参与IP网的路由功能。
由于ATM的路由及其他指标要优于普通路由器,因此可以大大提高IP网的性能,如提高传输速率,缩短传输时延。以网络的形式支持IP网的最合理技术是多协议标签交换(MPLS)。但是MPLS的标准化工作尚需时日,使得ATM仍不能满足业务高速发展对带宽的要求。目前ATM在支持IP传输方面的效率比较低。
2POS方案
POS即IP/PPP/HDLC over SDH/SONET。这种组网技术适用于经营IP业务的ISP、以IP业务量为主的电信网或在电信骨干网疏导高速数据流。PPP按RFC1661的要求实现读协议封装、错误控制和链路初始化控制,把IP分组封装以后,再按RFC1662的要求形成高层数据链路控制(HDLC)的帧以便定界,然后把该帧交给SDH/SONET处理后进行传输。
POS技术的优点是:
·传输速率和效率都高。它支持OC-3(STM-1)、OC-12(STM-4)、OC-48(STM-16),结合传输设备可达到OC-192(STM-64)即10Gbit/s。POS的传输开销约为2%,比ATM的25%要小得多。
·POS由于节省了ATM层而简化了网络体系结构,基本保证了QoS,使得SDH系统有能力直接支持基于IP的数据、话音、视频传输,并在网络环境易于兼容不同技术体系和实现网间互联。
POS的缺点在于:SDH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IP over SDH中,SDH只可能以链路方式来支持IP网,由于它不能参与IP网的寻址,它的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,它不可能从总体上提高IP网的性能。这种技术的核心是千兆比线交换路由器,可实现第2层交换与第3层选路的一体化,但是由于需要将交换机和路由器捆绑在SDH上下复用器(ADM)上,即使这些ADM采用的是非标准的SDH净负荷封装方法,这样做的结果是成本增加。
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