城域網組網綜述

2019-11-04 22:15:03

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供稿：網友

　　城域網最初是一個計算機網概念，目前談論的城域網指的是城域以太網／ip城域網，是數據網的范疇。城域傳送網指在城域范圍內為各種業務網提供傳輸電路的基礎承載網絡，類似于本地傳送網，包括光纖、WDM、SDH、MSTP和RPR等。隨著數據業務的快速增長以及MSTP／MSPP等設備的出現，兩者在網絡邊緣將會產生一定的融合。

1 城域網的重要性

IP城域網是各地市的寬帶、窄帶等IP業務的承載平臺，所有IP業務都將在城域網內接入開展，所以，為不同地區構建一個適合該地區業務需求發展的城域網是未來幾年網絡建設規劃方面的重中之重。目前，中國電信正處于建設世界級現代電信企業集團的攻堅階段和由規模型向規模效益型發展的要害時期，正由傳統電信業務提供商向綜合信息服務提供商轉變。城域網是電信營運商開展寬帶增值應用的要害層面。城域網組網所采用技術的優劣將直接影響寬帶用戶的有效接入和新型增值業務的開展。另外，城域網組網實施方面還應充分考慮未來寬帶業務快速增長所帶來的網絡容量方面的壓力。例如，要求視頻類應用到2008年針對普通用戶帶寬達到2Mbit/s，部分高端用戶達到8Mbit/s；此外，城域網還應能同時承載語音、視頻、數據及企業互聯等業務。城域網能夠根據客戶和應用需求，提供不同等級的QoS服務。在業務的可控化方面要盡量做到業務的感知、認證、計費、安全和QoS等的集中控制和治理。城域網組網在具體實施時還需充分考慮成本因素，要以最小代價完成組網優化工作，保護已有設備投資。為此，形成若干基本組網原則，即網絡層次清楚、結構扁平、網絡質量確保服務差異化、治理控制集中。

2 城域網的結構

新型城域網應該達到網絡層次清楚化和網絡結構扁平化。一種可行的設計思路是將城域網范圍的二三層網絡分離，分別構建成物理和邏輯層次清楚的三層路由網絡（成為IP城域網）和二層寬帶接入網。在IP城域網中，盡量采用大容量的路由器設備和大帶寬的鏈路，從而減少節點設備和鏈路數量；在網絡結構上，要形成大容量、少節點、廣覆蓋，從而減少物理和邏輯級聯數。另一方面，利用寬帶接入服務器（BRAS）和業務路由器（SR）構建清楚的IP城域網邊緣，形成業務接入控制層，實現集中的業務提供和控制。寬帶接入網是最繁雜的設計層面，因為這一層面需要直接完成有效接入用戶的功能，涉及多種二層匯聚和接入技術。所以，我們選擇的二層匯聚和接入技術，應能滿足用戶差異化服務的需求并充分考慮成本因素。

3 城域網中應用的要害技術

（1）路由技術

目前的因特網是一個全球性的網絡，城域網雖然竭盡全力試圖將流量留在網內，但仍然難以避免其“二傳”的命運。如何合理疏導流量并使每種業務都獲得最佳路由并獲得相應的服務質量保證也是城域路由技術的一個要害環節。

動態路由是IP網絡技術的一個核心技術，是IP網絡生存到今天的一個重要保障。動態路由技術為IP網絡提供了非常良好的白愈能力，其中外部路由協議（BGP）更為運營商提供了良好的調整網絡流量流向的能力。另外，策略路由、流量工程、MPLS VPN都具有疏導流量的能力，并且每種技術都有其自身的特點和應用環境。

如何保證路由和網絡的穩定性是路由技術的另一個重要課題。Graceful Restart技術可以將路由器重啟所帶來的影響降到最低；Fast OSPF／ISIS技術可以加速IGP的收斂。

（2）端到端的QoS治理

QoS需要端到端的治理，任何一點的疏忽都會導致用戶實際感受的劣化。城域網是最靠近用戶的一端，也是通常的網絡瓶頸，對運營商而言則是投入最大的一塊。網絡能力的少許提高就意味著巨大的網絡投資，因此在城域網中，以帶寬換取服務質量難以實施，那么區分服務、為特定業務和用戶提供服務質量保證就顯得尤為重要。

根據城域網的網絡結構，城域網的服務質量控制分為接入網、匯聚網、核心網3個層面的控制，其中又以接入網的控制尤為艱巨。目前的LAN switch、DSLAM、路由器都具備了按優先級標識排隊（WFQ）、按優先級實現包丟棄（WRED）等能力，所以在城域網接入點上實現業務和用戶的優先級標識，在各個層面實施WFQ、WRED等優先控制策略，可以完成城域網內的服務質量控制。然而，無論是對網絡設備的要求還是對運行維護人員來說，業務標識都不是一件簡單的工作。良好的規劃、嚴格的業務操作規程、優良的網絡接入設備是實施端到端服務質量控制必不可少的3個重要環節。

（3）接入網技術

接入網技術的發展日新月異。ADSL技術由傳統的ATM核心轉向IP核心，ADSL2+、VDSL，FTTx的逐步成熟為城域網提供了更多寬帶接入技術選擇。

城域以太網論壇還提出了提供小于50ms快速保護的光以太城域網技術，在MSTP、RPR、VPLS之后又捉供了一個新的選擇。

（4）用戶/業務治理

早期的因特網對于業務和用戶的治理僅僅停留在用戶的接入控制上，收費模式也僅僅存在幾種簡單的模式，按使用時長、使用流量或是包月來劃分，完全沒有對用戶細分的治理能力，更不用說對業務細分的能力了。隨著因特網增值服務的日益增多和用戶需求的細分，我們需要有更細化的用戶和業務治理能力。

首先，不同業務需要不同的帶寬支持，單一的按帶寬購買網絡服務的模式顯然不能滿足用戶的需要，非凡是對于大帶寬需求的業務，如IPTV、視頻會議。這些業務對于用戶而言，帶寬需求高，但使用頻次卻不高，假如長期購買大帶寬，費用上難以承受。因此，按使用用戶需求動態調整用戶接入帶寬，按使用時長收取帶寬費用，在未來將成為一種必然的收費模式。這種收費模式實現起來并不簡單，用戶帶寬的調整需要很高的用戶自服務能力，這樣才可以在用戶需要時隨時調整自己的接入帶寬，避免冗長的服務申請流程消磨用戶使用服務的熱情。另外，假如網絡接入帶寬控制點和網絡服務確認控制點是分離的（多數情況下是分離的），兩者之間的控制信息傳遞也需要標準化支持。例如，假如我們為IPTV用戶提供特定接入帶寬，則需要在用戶申請IPTV業務的請求獲得確認后，才可以為該用戶開啟高帶寬接入；假如將IPTV的業務控制點與網絡接入控制點合二為一，則將會大大增加網絡接入控制設備（如BRAS）的復雜度，而且需要這個設備隨著IPTV 業務的發展不斷地調整其業務治理的方式和能力，這顯然不符合IPTV業務的發展需求。假如分離，則需要制定業務控制點和網絡接入控制點之間的信令接口， COPS協議是國際標準組織預備采用的一個標準。

其次，同樣的接入帶寬也需要不同等級的服務質量保證。邏輯復用技術使接入帶寬和實際使用帶寬成為兩個概念，而互聯網發散型、突發式的流量模型又使實際使用帶寬無從定義。因此，資源競爭時的優先級成了服務品質保證的惟一標識，也成了運營商提供差異化服務、降低網絡成本、提高網絡利潤率的手段。安全控制是一直隨著因特網的發展而發展的技術。

城域網是最終面對用戶和業務的網絡，又是成本最為敏感的網絡，經濟、高效、充分滿足用戶需求和業務需求是城域網設計的宗旨。

4 中國電信北京研究院在城域網領域的工作方向

IP城域網本身涵蓋的技術范圍和設備種類相當廣泛。在這種背景下，制定涉及多種組網形態和設備種類的測試規范，可對網絡建設和優化改造提供非常有價值的技術依據。依據此系列規范可保證城域網主流設備的要害技術參數和性能指標，同時保障組網設備間要害協議的互聯互通。

我們將認真研究城域網的要害技術和新技術。VPLS是目前國際、國內主流運營商競爭能力競相研究和著手開展的新型寬帶業務。VPLS初期定位于城域網點互聯業務，但也可逐步用于跨越廣域的多城域互聯業務。我們將明確VPLS針對不同城域網形態的業務定位，重點研究城域范圍開展大客戶VPLS（虛擬專用局域網業務）的部署實施策略。

構成城域網的設備種類很多，從運營商的角度評估設備的功能和性能是重要的環節。我們將認真研究測試、評估的方法和手段，使我們的測試工作更準確、更嚴謹。

中國電信北京研究院近年來一直在投入力量研究城域組網技術。我們從2004年開始，分別從傳輸數據、接入等不同層面進行技術研究和組網方案制定，對五大類（核心、匯聚路由器、業務路由器、寬帶接入服務器、二層交換設備和DSLAM）數十款設備進行了廣泛和詳實的測試為實際組網提供了非常有價值的技術依據。

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